maxwell软件- 调速永磁同步电机VIP免费

(13.1(13.13调速永磁同步电机在用户已经掌握RMxprt基本使用的前提下，我们将一些过程简化，以便介绍一些更高级的使用。有关RMxprt的详细介绍请参考第一部分的章节。13・1基本原理调速永磁同步电机的转子转速是通过调节输入电压的频率来控制的。与标准的直流无刷电机不同，这种电机不需要位置传感器。永磁同步电机的转子上安装永磁体（有内转子与外转子之分），定子上嵌有多相电枢绕组，其极数与转子相同。永磁同步电机既可用作发电机，也可用作电动机。当电机工作在电动状态时，定子多相绕组可由正弦交流电源供电或由直流电源经DC/AC变换来供电。当电机工作在发电状态时，定子多相绕组为负载提供交流电源。13.1.1定子绕组正弦交流电源供电永磁同步电机分析方法与三相凸极同步电机相同，电机既可工作在发电状态也可工作在电动状态，通常采用频域矢量图来分析电机的特性。电机发电状态矢量图如图13.1a，电机电动状态矢量图如图13.1b。图13.1同步电机相量图图13.1中，厲、心、召分别为定子电枢的电阻、d轴同步电抗和q轴同步电抗。X=X+Xd1adX=X+Xq1aq上式中，X,为电枢绕组漏电抗，和Xaq分别为d轴电枢反应电抗和q轴电枢反应电抗。以输入电压U为参考矢量，/滞后U的角度为0称0为功率因数角，则电流矢量为:I=IZ_e令/滞后的角度为w。则可得d轴和q轴的电流为:+PFe)(13.3)(13.4)(13.5)(13.6)(13.7)(17.8)(13.9)(13.10)(13.11)/sin屮cos屮所以：13.1.1.1发电机模型在图13.1a,OM所代表的矢量可表示为:OM=U+1(R+jX+jX)11aqOM所代表的矢量可用来确定E。的位置。令u滞后的角度为e对于发电机称e为功角，则角度w为屮=*+9对于给定的功角e,我们有;—XR—E—Ucos9d1d=0—R1XqIq—Usin9求得/d和厶为:X(E—Ucos0)+RUsin9q01R(E—Ucos9)—XUsin910d功率角0:*=屮输出电功率:P=3UIcos*2输入机械功率:P=P+(P+P12fwCua式中PfQPcua、Pye分别为风摩损耗、电枢铜损和铁心损耗输入机械转矩:①为同步角速度rad/s13.1.1.2电动机模型在图13.1,OM所代表的矢量可表示为:OM=U_I(R+jX+jX)11aqOM所代表的矢量可用来确定E。的位置。令E°滞后u的角度为e,对于电动机称e为转矩角，则角度w为(13.6'对于给定的转矩角e,我们有;—XR—Ucos9—Ed1d=0—RXI—Usin91qqL—1(13.7'求得厶和/qR2+XX1dq功率因数角0：X(Ucos0_E)+RUsin9q01R(Ucos9_E)—XUsin910d输入电功率：P=3UIcos*1输出机械功率：P=P—(P+P+P)21fwCuaFe式中PfQPCua、Pye分别为风摩损耗、电枢铜损和铁心损耗输出机械转矩：(13.8')(13.10'(13.11'(13.12'(13.13'①为同步角速度rad/s电机效率：P耳=fx100%P113・1・2定子绕组由DC/AC逆变器供电这种情况下，调速永磁同步电机工作在电动机状态，其分析方法与直流无刷电动机相似。为了在气隙中产生旋转磁场，定子多相绕组被联结在DC/AC逆变器上。调速永磁同步电机与直流无刷电动机的主要区别如下：在无刷永磁直流电动机中，触发时间完全由转子位置决定，但是在永磁同步电机中，触发时间完全与转子位置无关。对于无刷永磁直流电动机，如果机械负载增加，则转速和感应电压下降，引起电枢电流和转矩的增加以平衡增加的机械负载。然而，对于调速永磁同步电机，如果机械负载增加，则转速短时下降，这将引起转矩角(等同与无刷永磁直流电动机中的触发导通角)增加，从而使转矩增加来保持转速不变。因此，无刷永磁直流电动机的转速随输入电压和机械负载变化，而永磁同步电机的转速则不是这样。调速永磁同步电机的转速可以通过改变控制信号的频率来实现，这就是我们称其为调速永磁同步电机的原因。PLDqeR+Lp1qR+Lp10idiqi(13.14其中：uduq=CTuaubedeq=CTeaebiaib=Cidiqu:e::i000(13.16COS0\：3sin00COS00(13.17acosGsin0cos(e-a)sin(0-a)cos(0-2a)sin(0一2a)cos0sin00sin0-cos00-cos0-sin00-sin0cos00输入电功率功率：P=—f(ui+ui+ui)dt1Tddqq000输出机械功率：P=P—(P+P+P+P)21fwCuaFet丄<2丄V2丄(13.17b(13.17c(13.18(13.10(13.11式中PfQPCua、Pye和P分别为风摩损耗、电枢铜损、铁心损耗和开关损耗。输出机械转矩和效率可由公式(13.12)和(13.13)计算得到。(13.15采用时域数学模型来分析电机的特性。派克电压方程如下：其中耳电枢绕组电阻...