高轉矩密度多相鼠籠電機的建模與分析.pdf

1、與三相電機相比，多相電機由于相數(shù)多、磁動勢諧波含量少而擁有眾多優(yōu)點:更高的能量轉換效率和系統(tǒng)可靠性;轉矩脈動的頻率更高、幅值更小;容錯運行能力強;可通過變電流相序變極，低頻諧波電流注入甚至可以提高電機的轉矩密度。鑒于多相電機的眾多優(yōu)點，從20世紀80年代至今多相電機的研究一直是電機學者關注的焦點。
　　本文對高轉矩密度多相鼠籠感應電機的工作機理、數(shù)學建模及非正弦供電的特點進行了研究，全文的主要內容如下:
　　基于繞組函數(shù)方法

2、和繞組結構圓圖，對任意相數(shù)對稱與不對稱感應電機的磁動勢進行了全面分析，從而論證了多相電機具有磁動勢諧波含量少、變電流相序變極的特點。由于改善的非正弦氣隙磁密波形可以充分利用鐵芯，提高電機轉矩密度，因此對一維任意形狀行波的特點進行了分析，闡述了在多相電機中利用定子電流基波和諧波合成任意形狀行波的方法，從理論上解釋了逼近方波氣隙磁密時勵磁電流的尖峰現(xiàn)象。
　　根據(jù)繞組函數(shù)方法和轉子多回路理論，建立了任意相數(shù)對稱鼠籠感應電機在自然坐標系

3、下的數(shù)學模型，給出了模型參數(shù)的計算表達式，揭示了簡化該模型的多相變換矩陣的特點。
　　為了反映多相電機變電流相序變極，進而產(chǎn)生轉矩的特點，提出了在集中整距電機中考慮空間諧波次數(shù)最大值的準則，給出了任意旋轉速度dq坐標系下多相鼠籠感應電機數(shù)學模型的參數(shù)計算表達式。同時，將三相電機中定義的空間矢量推廣到多相電機中。
　　為了驗證所建模型的正確性，在Matlab\Simulink環(huán)境下搭建了考慮基波、3、5、7次空間諧波的九相44

4、根導條集中整距鼠籠感應電機的狀態(tài)方程模型;根據(jù)一臺450kW樣機的設計參數(shù)和實驗數(shù)據(jù)，將其在方波、梯形波電壓供電下的仿真電流、轉矩轉速特性仿真曲線和實驗波形或數(shù)據(jù)進行了對比分析;另外，對該九相電機在方波、SPWM兩種供電方式下轉矩脈動情況進行了仿真與分析。為了進一步說明多相集中整距電機的優(yōu)點，將其和一臺中等功率三相電機在各種常用PWM調制策略供電下的仿真性能進行了比較。最后，根據(jù)九相電機dq坐標系下的電氣參數(shù)和空間矢量定義，對九相電機等