上式中,是的变换矩阵,是逆变换矩阵。
接着进行Park变换,为了更好更高效的模拟出直流电机的特点,也就是电枢磁动势与主磁场垂直,从而解除磁链间的耦合来实现对电磁转矩的控制。这种坐标变换有时候也可叫做2s/2r变化。一般来说,我们在建立永磁电机在d-q轴上的数学模型之前,为了使之后所研究的相关信息更加准确,我们有必要进行如下几条假设,
第一条,电机的电流假设为相对来说比较对称的正弦波电流。文献综述
第二条,假定转子的永磁体材料并不存在电导率,并且也要假设其不存在阻尼绕组。
第三条,为了避免影响研究结果,在研究过程中将涡流和磁滞损耗等忽略不计。
取转子磁场的方向为d轴,同时将其逆时针旋转的方向确定为正方向,而d轴恰好在该方向上落后于q轴,两个坐标轴之间相差了90°的电角度。
如图2-3所示,d-q坐标系中d、q轴以同步转速ωr逆时针旋转,α,β轴相对是保持静止不动的,所以d轴与α轴之间就会存在一个夹角θ,而这个夹角θ将会随时间而改变它的大小。
图2-3静止坐标系和旋转d-q坐标系
则有: (2-6、2-7)
其中,为的变换矩阵,为的逆变换矩阵。
综上所述,则能得到以下关系式:
我们一般说到永磁同步电机的数学模型时,基本上主要会涉及电机的转矩方程,磁链方程以及定子电压方程,此外,由于插入式永磁同步电机内部气隙不均匀,其等效励磁电感也不相等,而且内装式的内部气隙更不均匀,所以分析插入式永磁电机更具普遍意义,该物理模型如图2-4所示。来:自[优.尔]论,文-网www.youerw.com +QQ752018766-
图2-4 二级插入式永磁同步电机等效物理模型
定子电压方程: (2-10)
式中,分别是PMSM的三相定子电压,为电机定子的绕组电阻,p为微分算子,为其绕组全磁链。
则有: (2-11)
式中,为定子绕组自感,是定子绕组间的互感,代表的是当永磁体的励磁磁链在穿过A、B、C三相绕组的时候所产生的磁链。
式(2-10)和(2-11)进行Clarke变换,可得到α-β坐标系下,
(2-12)
(2-13)
上面的公式中,是相绕组的漏电感,而其中这几个量分别是d轴、q轴上的自感和励磁电感,为坐标系下的磁链分量。