永(yǒng)磁無刷(shuā)電機的(de)建模與(yu)仿真分(fèn)析

  

    1 無(wu)刷電機(ji) 的建模(mo)各變量(liang)的正方(fang)向與坐(zuò)标原點(diǎn)爲突出(chū)模型的(de)原理🧑🏽‍🤝‍🧑🏻，在(zài)分析的(de)過程中(zhōng)，作以下(xia)基本的(de)假設：三(sān)相繞組(zǔ)完全對(duì)稱，可按(àn)集中繞(rao)組處理(lǐ)，極對數(shù)p=1電機磁(cí)場各向(xiàng)同性，可(kě)以不考(kǎo)慮磁場(chang)飽和；暫(zan)不考慮(lǜ)電樞🙇‍♀️反(fǎn)應對氣(qì)隙磁場(chang)的影響(xiǎng)。

　　無刷電(diàn)機的控(kòng)制與電(diàn)機的位(wèi)置、各狀(zhuang)态變量(liàng)密切相(xiang)關，爲分(fen)析方便(biàn)，規定狀(zhuang)态變量(liàng)的方向(xiang)如下：a相(xiàng)電流由(you)繞組ax的(de)a端🔴流出(chū)♻️繞組爲(wèi)正電流(liu)（bc相類推(tuī)）b繞組ax的(de)a端導體(ti)所在位(wèi)置爲氣(qì)隙圓周(zhōu)坐标原(yuan)點（9p=0）；轉子(zi)磁場的(de)N極軸線(xiàn)與氣隙(xì)圓周坐(zuo)标原💋點(diǎn)重合時(shi)設定爲(wèi)轉子的(de)初始位(wèi)置（9=0）；電機(jī)順時針(zhēn)轉動爲(wèi)正向轉(zhuan)動。

　　在此(cǐ)規定條(tiao)件下，電(dian)機繞組(zu)沿氣隙(xi)圓周展(zhǎn)開，各狀(zhuàng)态變量(liàng)方💋向與(yu)轉子位(wei)置如所(suo)示。

　　如所(suǒ)示，以9表(biao)示氣隙(xì)圓周上(shàng)某點的(de)坐标位(wei)置，以9表(biǎo)示轉子(zi)相對🏒于(yú)原始位(wèi)置的角(jiao)位移，則(ze)轉子在(zai)氣隙圓(yuan)周9處産(chan)生的磁(cí)感應強(qiáng)度Br（9p，0）=Bm/（0p―9），Bm是磁(ci)密的幅(fu)值；/（9一0）是(shi)轉子磁(ci)密的分(fèn)布函數(shù)，函🌐數/的(de)形式由(you)電機的(de)結構決(jué)😄定，在數(shu)值上隻(zhi)與定轉(zhuan)子相對(duì)位置（9p―9）有(yǒu)關。同時(shí)由于電(diàn)機結構(gou)的對稱(cheng)性，顯然(rán)/是個偶(ou)函數。以(yǐ)極對數(shù)P=1，轉子磁(cí)場按正(zheng)弦分布(bu)的電機(jī)爲例，有(yǒu)/（0p―0）=cos（0p―0）。令0p=0°，120°240°并根(gēn)據函數(shu)/的奇偶(ǒu)性，可求(qiu)得氣隙(xi)圓周上(shang)a，b，c各處由(yóu)轉子産(chan)生的磁(ci)感應強(qiang)度 爲：9，從(cong)而，a b，c處各(ge)導體受(shou)到的電(diàn)磁作用(yòng)力爲：體(ti)的有效(xiao)長度。ab，c端(duān)點的🌈導(dǎo)體感生(sheng)的電動(dòng)勢爲：度(dù)。電機采(cai)用整距(jù)繞組時(shí)，流經同(tong)一繞組(zu)🛀的另一(yī)根導體(tǐ)的電流(liú)方🌈向與(yu)所在磁(ci)場方向(xiàng)同時改(gǎi)變極性(xing)，因⛱️此，繞(rao)組一匝(zā)線圈受(shòu)到的總(zong)電磁轉(zhuan)矩：Ta=繞組(zu)一匝線(xiàn)圈感生(sheng)的總✌️的(de)反電動(dong)勢爲：因(yin)此根據(jù)轉子磁(ci)場分布(bu)和電樞(shu)電流，以(yǐ)及繞組(zu)的🔴有效(xiào)匝數，就(jiu)可🔴以求(qiu)得電磁(ci)轉❄️矩和(he)反電動(dong)勢🌍。

　　轉子(zǐ)磁場分(fen)布和繞(rào)組的匝(zā)數在設(shè)計電機(ji)時已經(jīng)确定，電(diàn)樞的電(dian)流則可(ke)以通過(guò)求解電(diàn)機的電(dian)路方程(cheng)獲得。

　　1.3電(dian)機的電(diàn)路方程(cheng)a非換流(liu)狀态的(de)電路方(fāng)程。根據(ju)某大型(xíng)永磁♍無(wu)刷電機(jī)的觸發(fa)邏輯，在(zài)非換流(liú)狀态，電(diàn)流同時(shi)流經電(dian)機的兩(liang)個繞組(zǔ)，中線沒(mei)有電流(liú)。非換流(liú)狀态可(kě)以用以(yi)下方程(chéng)組描述(shù)：阻和相(xiang)間互感(gan)；Uk和U/是電(dian)機相繞(rào)組的電(dian)壓；U是中(zhōng)線的電(diàn)壓；ek和e/是(shì)電機各(ge)💚相繞組(zu)的反電(diàn)雲力勢(shi)。

　　b.換流狀(zhuàng)态的電(dian)路方程(chéng)。電機在(zài)換流狀(zhuàng)态，隻有(yǒu)一個繞(rao)組🌈的狀(zhuàng)态發生(shēng)變化，因(yin)此可以(yǐ)用以下(xia)方程描(miao)述🈲：據觸(chu)發邏輯(jí)自🆚動切(qie)換。對于(yu)其他換(huan)流方式(shì)的無刷(shua)電機，采(cai)用與之(zhī)對應的(de)🚶‍♀️等效電(dian)路，即可(ke)實現相(xiang)應的電(diàn) 機模型(xing)。

　　1.4電機的(de)運動方(fang)程尼系(xì)數。

　　2無刷(shua)電機的(de)電路模(mó)型與仿(pang)真分析(xi)根據以(yi)上分析(xī)，永磁無(wu)刷電機(ji)的電路(lù)模型由(yóu)以下5部(bù)分構成(cheng)，如所示(shi)……磁密分(fen)布函數(shu)，根🆚據電(diàn)機的位(wei)置計算(suan)氣隙的(de)磁😍密。b.反(fǎn)電動勢(shì)計算環(huán)節，根據(jù)電機的(de)位置與(yǔ)轉速，計(jì)算反電(diàn)動勢。c.電(dian)路計算(suàn)環節，根(gen)據等效(xiào)電路計(ji)算各相(xiàng)繞組的(de)電☀️流。d.轉(zhuǎn)矩計算(suan)環節，根(gen)據電流(liu)和磁密(mi)計算電(dian)磁轉矩(jǔ)。e.運動方(fāng)程，根據(ju)電磁轉(zhuan)矩計算(suàn)電機的(de)🔞速度和(he)位置。

　　永(yǒng)磁無刷(shuā)電機的(de)電路模(mó)型根據(ju)。仿真結(jie)果還表(biao)明：該方(fāng)法運算(suàn)效率高(gao)，大大降(jiàng)低了仿(páng)真的複(fú)雜程度(du)📞。本模型(xíng)是☔從有(you)中線的(de)無🤟刷電(diàn)機推導(dǎo)而來的(de)，也适用(yòng)于不需(xu)要中線(xian)的無刷(shua)電機，還(hai)可以🐕直(zhí)接作爲(wèi)多相無(wu)刷電機(jī)的一個(ge)組成單(dan)元，因此(ci)具有更(geng)強的适(shi)🎯用性。對(duì)多相多(duo)極的無(wú)刷電機(jī)建模有(yǒu)一定的(de)意義。

 

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