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按键磁阻线型电机的构架和模拟
浏览: 发布日期:2018-10-12

  为弄清LSRM电动机内部的基本电磁关系和基本特性(characteristic]),实用上,可从简化的线性模型(model)入手进行分析(Analyse)[3]。微型电动机是指直径小于160mm或额定功率小于750W的电机,微型电动机常用于控制系统或传动机械负载中,用于实现机电信号或能量的检测、解析运算、放大、执行或转换等功能。变频电动机是变频器驱动的电动机的统称。随着变频调速技术的快速发展,各种高压变频器不断出现, 在电厂厂用电等方面发挥着巨大的节 能作用。电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机,电力系统中的电动机大部分是交流电机,可以是同步电机或者是异步电机(电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速)。忽略磁通的边缘效应和磁路的非线性,且铁芯磁导率,且初级绕组电感L与绕组电流(Electron flow)无关,因此电感L可简化为初次、极相对位置(position )的分段线性函数,称为理想线性模型,如示。
  不饱和时相绕组电感曲线(1)电动机一相的势平衡方程式(equation):(2)式中R绕组相电阻,即:(3)由于磁共能基电动机运行(Windows)时,动子的机械(machinery)运动方程:(5)式(5)中M为动子质量(Mass),f为摩擦系数,FI为负载力。
  Simulink下LSRM系统(system)模型的实现Simulink下根据线性模型建立的4相8/6结构(Structure)的LSRM系统线性仿真(simulation)结构图如所示。将式(2)、(3)结合起来,可得马达一相电压(voltage)平衡方程为:(6)变形即得:(7)为了使式(7)能在Simulink下解算,使用(use)回送的参数(parameter),如当前动子位置,以及上一采样LSRM系统整体仿真(simulation)结构周期的电流值,由LSRM的线性模型,即式(1)得到相电感及相电感对位置的偏导,用MATLAB-Function编写相应程序(procedure),求得当前各相电感及电感变化率,从而根据式(7)搭建(指搭盖、建立)起计算(calculate )相电流的模型。
  根据各相电流和当前动子位置,分别计算各相的瞬时转矩,并求和即得到电机总的瞬时电磁转矩。再经过LSRM的传递(transmission)函数,则根据式(5)计算出动子运动速度V,LSRM各部分模型框图建好后,可以通过封装的形式给出,只要点击各模块,其中的参数就可方便地修改。
  电压根据CCC的控制(control)原理(Maxim),由PID控制负载为3N时一相电流仿真(simulation)波形负载为3N时四相电磁力仿真(simulation)波形负载为9N时一相电流仿真(simulation)波形负载为9N时四相电磁力仿真(simulation)波形器给出参考电流,在开通和关断位置之间用一个滞环比较器来控制主开关器件的开通和关断,保证电流在给定的上下限之间,在MATLAB-Simulink里可以用MATLAB-Function方便的实现。
  从上可以看到,电压和电流模块都以子系统的形式给出,在这种整体模型本身较大的情况(Condition)下,这样不但可以简化模型,而且使得模型整体上层次清楚[4],便于巡查与修改。
  仿真(simulation)结果仿真(simulation)样机为4相8/6结构,动初级开关磁阻直线电机,仿真(simulation)模型参数设置(set up)如下100w;额定速度0.5m/s;每相绕组端电压v;相绕组的最大电流;如、5为负载为3N时系统的相电流和四相电磁力仿真波形。如、7为负载9N为时系统的相电流和四相电磁力仿真波形。
  
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