基于svpwm异步电动机毕业论文(编辑修改稿)

基于svpwm异步电动机毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

cbaCBAcccbcacCcBcAbcbbbabCbBbAaCaBaaaCaBaACcCbCaCCCBCABcBbBaBCBBBAAcAbAaACABAAcbaCBAiiiiiiLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLL () 或写成 Li () 式中 L 是 6 6 阶的电感矩阵，其中对角线元素 AAL 、 BBL 、 CCL 、 aaL 、 bbL 、 ccL是各相关绕组的自感，其余各项则是绕组间的互感。 对于每一项绕组来说，它所交链的磁通是互感磁通与漏磁通之和，因此，定子各相 自感为： lsmsCCBBAA LLLLL  () 转子各相自感为： lrmslrmrccbbaa LLLLLLL  () 式中， msL ， mrL — 定子、转子互感， lsL ， lrL — 与磁通对应的定子和转子 每相漏感。 两绕组之间只有互感。 互感又分为两类：一类是定子三相彼此之间和转子三相彼此之间位置都是固定的，因此互感为常数；二类是定子任一相与转子任一相之间位置是变化的，因此互感是角位移  的函数。 由于三相绕组的轴线在空间的相位差是 120176。 电角度，在假设气隙磁通为正弦分布的条件下，互感值为msmsms LLL 21)1 2 0c o s (1 2 0c o s ，于是： mscCCcbBBbaAAa LLLLLLL 21 （ ） msmraccbbacabcab LLLLLLLL 2121  （ ） 至于第二类，即定子、转子绕组间的互感，由于相互位置的变化，可分别表示为： 湖南人文科技学院毕业论文 9 c o smscCCcbBBbaAAa LLLLLLL  () )1 2 0c o s (  msaCCacBBcbAAb LLLLLLL () )1 2 0c o s (  msbCCbaBBacAAc LLLLLLL () 当定子、转子两相绕组轴线一致时，两者之间的互感值最大，就是每相的最大互感值 msL。 将式（ ） ~（ ）都代入式（ ），即可得到完整的磁链方程，显然这个矩阵方程是比较复杂的，为了方便起见，可以将它写成分块矩阵的形式：  rrrs srssrs LL LL rsii （ ） 式中，定子磁链：  TCBAs   转子磁链：  Tcbar   定子电流：  TCBAs iiii  转子电流：  Tcbar iiii  定子自感矩阵： lsmsmsmsmslsmsmsmsmslsmsssLLLLLLLLLLLLL212121212121 （ ） 转子自感矩阵： lrmsmsmsmslrmsmsmsmslrmsrrLLLLLLLLLLLLL212121212121 （ ） 定子、转子之间的互感矩阵： 湖南人文科技学院毕业论文 10 c o s)1 2 0c o s ()1 2 0c o s ()1 2 0c o s (c o s)1 2 0c o s ()1 2 0c o s ()1 2 0c o s (c o smsTsrrs LLL （ ） srrs LL  两个分块矩阵互为转置，且均与转子位置  有关，它们的元素都是变参数，这是系统非线性的一个根源。 可以用坐标变换把参数转换成常数。 把磁链方程（ ）代入电压方程 ()，即得展开后的电压方程为： iddLdtdiLRiidtdLdtdiLRiLipRiu  )( （ ） 式中， dtdiL 项属于电磁感应电动势中的脉变电动势， iddL 项属于电磁感应电动势中与转速  成正比的旋转电动势。 3 、转矩方程 按照机电能量转换原理，可求出电磁转矩 eT 的表达式： )]120s i n()( )120s i n()(s i n)[(    bCaBcA aCcBbAcCbBaAmspe iiiiii iiiiiiiiiiiiLnT () 式中， eT — 电磁转矩 pn — 电机的磁极对数 4 、电力拖动系统运动方 程 作用在电动机轴上的转矩与电动机速度变化之间的关系可以用运动方程来表达，一般情况下，电气传动系统的运动方程为  pppLe nKnDdtdnJTT  （ ） 式中， LT — 负载阻力矩 J — 机组的转动惯量  — 转子旋转电角速度 D — 旋转阻尼系数 湖南人文科技学院毕业论文 11 K — 扭转弹性转矩系数 对于恒转矩负载， D =0， K =0，则 dtdnJTT pLe  （ ） 三相异步电动机的多变量非线性数学模型 将以上电压方程、转矩方程、磁链方程和运动方程归纳在一起变构成了恒转矩负载下的一部电动机的多变量非线性数学模型 dtdiiiiiifTLidtdnJTTiddLdtdiLRiucbaCBAepLe),,( （ ） 异步电动机在三相坐标系上数学模型的性质 由式（ ）可以看出，异步电动机在静止轴系上的数学模型具有以下性质： （ 1）异步电动机数学模型是一个多变量（多输入多输出）系统 输入到电机定子的电量为三相电压 CBA uuu , （或电流 CBA iii , ），也就是说数学模型有三个输入变量、输出变量中，除转速外，磁通也是一个独立的输出变量。 可见异步电动机数学模型是一个多变量系统。 （ 2）异步电动机数学模型是一个高阶系统 异步电动机定子有三个绕组，另外转子也可以等效成三个绕组，每个绕组产生磁通时都有它的惯性，再加上机电系统惯性，则异步电动机的数学模型至少为七阶系统。 （ 3）异步电动机数学模型是一个非线性系统 由式（ ） ~（ ）可知，定子、转子之间的互感为  的余弦函数，是变参数，这是数学模型非线性的一个根源；由（ ）可知，式中有定子、转子瞬时电流相乘的项，这是数学模型中 又一个非线性根源。 可见异步电动机的数学模湖南人文科技学院毕业论文 12 型是一个非线性系统。 （ 4）异步电动机数学模型是一个强耦合系统 由式（ ）可以看出，异步电动机数学模型是一个变量间具有强耦合关系的系统。 综上所述，三相异步电动机在三相静止轴系是上的数学模型是一个多变量、高阶、非线性、强耦合的复杂系统。 坐标变换 坐标变换的数学表达式可以用矩阵方程表示为： Y=AX （ ） 式（ ）表示利用矩阵 A 将一组变量 X 变换为另一组变量，其中系数矩阵 A成为变换 矩阵，例如，设 X 是交流电机三相轴系上的电流，经过矩阵 A 的变换得到 Y，可以认为 Y 是另一轴系上的电流。 这时， A 称为电流变换矩阵，类似的还有电压变换矩阵、阻抗变换矩阵等，进行坐标变换的原则如下： （ 1）确定电流变换矩阵时，应遵守变换前后所产生的旋转磁场等效的原则； （ 2）为了矩阵运算方便，简单，要求电流变换矩阵应为正交矩阵； （ 3）确定电压变换矩阵和阻抗变换矩阵时，应该遵守变换前后电机功率不变的原则，即变换前后功率不变。 假设电流坐标变换方程为： Ci （ ） 式中， i 为新变量， i 为原变量， C 为电流变换矩阵。 电压坐标变换方程为： Buu （ ） 式中， u 为新变量， i 为原变量， B 为电压变换矩阵。 根据功率不变的原则，可以证明： TCB （ ） 湖南人文科技学院毕业论文 13 式中， TC 为矩阵 C 的转置矩阵。 以上表明，当按照功率不变约 束条件变换时，若已知电流变换矩阵就可以确定电压变换矩阵。 三相静止 /两相静止坐标变换（ 3S/2S） 三相轴系和两相轴系之间的关系如图 所示，为了方便起见，令三相的 A 轴与两相的 a 轴重合，假设磁动势波形是按正弦分布，或只计其基波分量，当两者的旋转磁场完全等效时，合成磁动势沿相同轴的分量必定相等，即三相绕组和两相绕组的瞬时磁动势沿  、  轴的投影相等，即 34s i n32s i n0 34c o s32c o s3323332CBsCBAsiNiNiNiNiNiNiN （ ） 式中， 2N ， 3N 分别为三相电机和两相电机每相定子绕组的有效匝数。 OABβN2i223。 N2iαN3iBN3iC6 0o6 0oN3iAC 图 三相定子绕组和两相定子绕组中磁动势的空间矢量位置关系 湖南人文科技学院毕业论文 14 计算并整理后得 )2121(23 CBAs iiiNNi  （ ） )23230(23 CBs iiNNi  （ ） 用矩阵表示为： CBAssiiiNNii232321210123 （ ） 根据变换前后功率不变的原则，得到匝数比为： 3223NN （ ） 代入式（ ），得： CBASSCBAiiiCiiiii2/3232123210132 （ ） 式中， SSC 2/3 表示从三相坐标系到两相坐标系的变换矩阵： 322/3 SSC2321232101 （ 237） 如果要从两相坐标系变换到三相坐标系，可以利用增广矩阵的方法，把 SSC 3/2扩成方阵，求其逆矩阵后，除去增加的一列，即得：  232302121112/33/2 SSSS CC。