永(yǒng)磁無刷電機(ji)的建模與仿(pang)真分析

  

    1 無刷(shuā)電機 的建模(mo)各變量的正(zhèng)方向與坐标(biāo)原點爲突出(chū)模型的原理(li)，在分析的過(guò)程中，作以下(xia)基本的假設(she)：三相繞組完(wan)全對稱✨，可按(an)集中繞組處(chu)理，極對數p=1電(diàn)機磁場各向(xiang)同性，可以不(bú)考慮磁場✨飽(bao)和；暫不考慮(lǜ)電樞反應對(duì)氣隙磁場的(de)⛷️影響。

　　無刷電(dian)機的控制與(yu)電機的位置(zhì)、各狀态變量(liàng)密切💛相關，爲(wei)分析方便，規(gui)定狀态變量(liang)的方向如下(xià)：a相電流由繞(rao)組ax的a端流出(chū)繞組爲正電(diàn)流（bc相類推）b繞(rao)組ax的a端導體(ti)所在位置爲(wèi)氣隙圓周坐(zuo)标原點（9p=0）；轉子(zǐ)磁場的N極軸(zhou)線✉️與氣隙圓(yuán)周坐标原點(diǎn)重合時🤞設定(ding)爲轉子的初(chū)始位置（9=0）；電機(jī)順時針轉動(dong)爲正向轉動(dòng)。

　　在此規定條(tiáo)件下，電機繞(rào)組沿氣隙圓(yuan)周展開，各狀(zhuàng)态變量方向(xiàng)與轉子位置(zhi)如所示。

　　如所(suo)示，以9表示氣(qi)隙圓周上某(mǒu)點的坐标位(wei)置，以9表示轉(zhuan)子相對于原(yuán)始位置的角(jiao)位移，則轉子(zi)在氣隙圓周(zhōu)9處産生的磁(cí)感應強度Br（9p，0）=Bm/（0p―9），Bm是(shi)磁密的幅值(zhí)；/（9一0）是轉子磁(ci)密🔱的分布函(han)數，函✔️數/的形(xíng)🌈式由電機的(de)結構決定，在(zài)數值🆚上隻與(yu)定轉子相對(duì)位置（9p―9）有關。同(tong)時由于電機(jī)結構的對稱(cheng)性，顯然/是個(ge)偶函數🚶‍♀️。以極(ji)對數P=1，轉子磁(ci)場按正弦分(fen)布的電機爲(wei)例，有/（0p―0）=cos（0p―0）。令0p=0°，120°240°并根(gēn)據函數/的奇(qi)偶性，可求得(dé)氣隙圓周上(shang)a，b，c各處由轉子(zi)産生的磁感(gan)應強度 爲：9，從(cong)而，a b，c處各導體(ti)受到的電磁(ci)作用力爲：體(tǐ)的有效長🌐度(du)🏃🏻‍♂️。ab，c端點的導體(ti)感生的電動(dòng)勢爲：度。電機(jī)采用整距繞(rao)組時💚，流經🧑🏾‍🤝‍🧑🏼同(tóng)一繞組的另(ling)一根導體的(de)電流方🔆向與(yu)所在磁場方(fāng)向同時改變(bian)極性，因此，繞(rào)組一匝線圈(quān)受到的總電(diàn)磁🆚轉矩：Ta=繞組(zǔ)一匝線圈感(gǎn)生的總的反(fǎn)電動勢爲：因(yīn)此根據轉子(zi)磁場分布和(hé)電樞電流，以(yi)及繞組的有(you)效匝數，就可(ke)以求得電磁(cí)轉矩和♍反電(diàn)動勢。

　　轉子磁(ci)場分布和繞(rao)組的匝數在(zài)設計電機時(shí)已經🎯确定㊙️，電(dian)樞的電流則(zé)可以通過求(qiú)解電機的電(diàn)路方程獲‼️得(dé)。

　　1.3電機的電路(lù)方程a非換流(liú)狀态的電路(lù)方程。根據某(mou)大型永磁😍無(wú)刷電機的觸(chù)發邏輯，在非(fei)換流狀态，電(dian)流同💜時流經(jīng)電‼️機的兩個(ge)繞組，中線沒(méi)有電流。非換(huan)🥵流狀态可以(yǐ)用以下方程(chéng)組描述：阻和(hé)相間互感；Uk和(hé)🐪U/是電機相繞(rào)組的電壓；U是(shì)中線的電壓(yā)；ek和e/是電機各(gè)相繞組的反(fǎn)電雲力勢。

　　b.換(huan)流狀态的電(dian)路方程。電機(jī)在換流狀态(tai)，隻有一個繞(rào)組📱的狀☔态☔發(fa)生變化，因此(ci)可以用以下(xia)方程描述：據(jù)觸發邏輯自(zì)動切✉️換。對👣于(yu)其他換流方(fāng)式的無刷電(diàn)機，采用與之(zhī)對應的☁️等效(xiào)電路，即可🐅實(shí)現相應的電(diàn) 機模型。

　　1.4電機(ji)的運動方程(cheng)尼系數。

　　2無刷(shua)電機的電路(lu)模型與仿真(zhēn)分析根據以(yǐ)上分析，永🈲磁(ci)🧡無👣刷電🧑🏽‍🤝‍🧑🏻機的(de)電路模型由(yóu)以下5部分構(gou)成，如所示……磁(ci)👉密分布函數(shu)，根據電機的(de)位置計算氣(qì)隙的磁密。b.反(fǎn)電動勢計算(suàn)環節，根據電(dian)🔞機的位置與(yǔ)轉速，計算反(fǎn)電動勢。c.電路(lu)計☎️算環節，根(gen)🈲據等效電路(lu)計算各⁉️相繞(rào)組的電㊙️流。d.轉(zhuan)矩計算環節(jie)，根據電流和(hé)磁密計㊙️算電(diàn)磁轉矩。e.運動(dòng)方程，根據電(diàn)磁轉矩計算(suan)電機的❤️速度(du)和位置。

　　永磁(ci)無刷電機的(de)電路模型根(gen)據。仿真結果(guǒ)還表明：該🌈方(fāng)✏️法🈚運♋算✏️效率(lǜ)高，大大降低(dī)了仿真的複(fu)雜程度。本模(mo)⛱️型是🥵從有中(zhōng)線的無刷電(diàn)機推導而來(lai)的，也适用于(yu)不需要中線(xian)的無🈚刷電機(ji)，還可以直接(jie)作爲多相無(wu)刷電機的一(yi)個組成單元(yuán)，因此具有更(gèng)強的适用性(xìng)。對多相多極(jí)的無刷電機(ji)建模有✔️一定(dìng)的意義。

 

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