二十世纪九十年代前期,许多对于多相电动机系统的研讨都被限制在理论知识和实验结果体现出的优缺点上,其对应而搭建出来的数学模型也只不能给研究人员带来许多拓展知识。直到电力电子器件及技术的进步、利用飞速发展的微机技术与日新月异的微处理器,将繁琐的电机调速方式变成了现实,并因此将多相电动机的调速体系实用化推上了历史的舞台。
1.5 多相电动机调速系统的发展前景
由于多相电动机调速系统的应用范围逐渐变大,为了能尽早应用,必须要处理以下几个问题:
(1)怎么样实现高效率、低谐波损耗的PWM控制方法。当两电平PWM逆变器应用于多相电动机时,因为有 个空间电压矢量(m是相数)的存在,如何优化选择空间电压的矢量,想要比较容易地实现,并同时使谐波损耗降到最小,一直以来都是多相PWM控制的棘手问题。
(2)怎么样使用类似遗传算法等智能控制算法在线识别多相电动机的参数,并将其实用化,目前的研究尚未提出有效的关于“在线参数”与“多相电动机离线”方法,该方法的欠缺也严重阻碍了调速系统性能的提高。
(3)尽快解决实际应用中的“如何在多相电动机调速系统缺相的情况下,选择实用性强的抗扰运行方法”的问题。从而来提高其可靠性。
2 双三相绕组和三相绕组之间的等效变换
上述已经介绍了多相电动机系统相比于三相电机系统在性能上拥有着明显的优势。因此双三相异步电动机也同样拥有着那些特点。
现如今对于建立双三相异步电动机的数学模型,通常采用正交变换矩阵,将双三相异步电动机的电压与电流空间向量投影到三个互相正交的二维空间中,然后利用旋转变换矩阵,除去转子旋转角,使得转子变量转移到定子静止坐标系下,得到在静止坐标系下的笼型转子双三相异步电动机的简化模型;或者可以在双三相自然坐标系下,建立双三相异步电动机的数学模型。
但是以上两种数学模型的建立方法,存在着建立过程复杂、建模参数数量多等缺点。
本文参考并采用了一种新的方式来建立双三相异步电动机数学模型。针对现有的有关于三相异步电动机的数学模型建立的成熟方法,在数学模型的建立过程中,借鉴了三相异步电动机的数学模型建立方式。该数学模型建立的方法,和上述的两种数学模型建立方法相比较,具有数学模型建立过程中参数少、易于测定、数学模型建立过程容易和仿真结果误差小的特征。
为了满足实际工程中所要求的精密度,开始简洁明了地分析双三相异步电动机,作出以下的假定:
(1) 和 这两组定子绕组,在空间之中相差 电角度,而且每一组三相绕组都在空间之中对称(每一相的绕组匝数线规一样,每一相绕组的空间电角度相差120°)。定转子表面光滑,不会有齿槽反应,含有均匀的气隙。来,自|优;尔`论^文/网www.youerw.com
(2)忽略铁磁饱、铁芯拥有的磁滞现象、接通交流电之后产生的涡流现象和接入高频电流之后所产生的趋肤效应。
(3)双三相异步电动机在通电之后开始正常运行:三相对称电流通过三相对称绕组时,电流的时间电角度相差 ;与此同时, 的每相绕组中的电流都落后于 中相对应的绕组相电流 的时间电角度。无视电流谐波的存在。
(4)无视磁场高次谐波的干扰,且气隙磁场满足正弦规律分布。
当满足以上条件时,就可以快速简单地建立起,双三相异步电动机的数学模型。