一种多相永磁同步电动机的最佳转矩控制.pdf

"多相永磁同步电动机最佳转矩控制" 多相永磁同步电动机是现代舰船的一个重要发展方向，具有尺寸小、效率高等优点。然而，多相永磁同步电动机的数学模型及控制方法仍然是一个需要深入研究的问题。本文将主要针对多相永磁同步电动机数学模型和最佳转矩控制进行讨论。 1. 多相永磁同步电动机数学模型 为了分析方便，假设所研究的多相永磁同步电动机满足以下条件：气隙磁场按正弦分布，忽略空间谐波磁场的影响；忽略电动机铁心的饱和、磁滞及涡流的影响；定子绕组在空间上星型对称分布，相邻 + 个绕组空间角度相差 +! B !；永磁体等效为一个励磁绕组，其励磁电流 "CD恒定不变，电动机转子上的阻尼回路看成 + 组等效的阻尼绕组———直轴阻尼绕组和交轴阻尼绕组。 在数学模型中，对各个物理量的上下角标作如下的规定：E 表示定子量；-, +, ", ⋯ , !分别表示定子第 -, +, ", ⋯ , ! 相的量；4 表示转子量；CD 表示励磁绕组分量；4# 表示阻尼绕组直轴分量；4$ 表示阻尼绕组交轴分量。 磁链方程可以表示为： EF!EE"EG!E4"4（-） 4F!4E"EG!44"4（+） 式中，EF［! - ! + ⋯ ! !］*, 4F［! CD ! 4# ! 4$］* 分别为定子和转子的磁链矩阵；"E F［"- "+ ⋯ "!］*, " 4 F［"CD "4# "4$］* 分别为定子和转子电流矩阵；!EE，!44 分别是定子和转子电感矩阵；!E4，!4 E 分别为定子和转子互感矩阵。 2.电压方程 #EF$E"EG=E（"） #4F$4"4G=4（!） 式中，#EF［(- (+ ⋯ (!］*，#4F［(CD # #］*，$EFD5&H（) )⋯ )），$4FD5&H（)CD )4# )4$）分别为定子电压、转子电压、定子电阻、转子电阻矩阵；=FD B D* 是微分算子。 3.电磁转矩 +2:F -+ ,:""# （" * ） 式中,: 为极对数。 4.运动方程 !$%&!’&"! ()#*! (*$（+） 式中，!’ 为负载转矩；" 为粘着摩擦系数；# 为转动惯量；! ( 转子机械角速度。 5.电动机定子在 %，& 旋转坐标系下数学模型 根据定子 ’ 相静止坐标系与 %，& 旋转坐标系之间的变换矩阵［,］： !-%，&),’!./0 " ⋯./0［"&（’&!）,!’］&01 本文还讨论了多相永磁同步电动机的最佳转矩控制方法，该方法能够使电动机在给定的控制电流下获得最大的输出转矩。