一、三相永磁同步电机的数学模型

发布时间 2023-05-04 14:24:05作者: 结了冰的可乐

1.针对表贴式转子结构
2.为简化分析,需要满足以下条件:

  • 忽略电机铁芯的饱和;
  • 不计电机中的涡流和磁滞损耗;
  • 电机中的电流为对称的三相正弦波电流

在自然坐标系下,PMSM的三相电压方程为:

\[\boldsymbol{u}_{3s}\,\,=\,\,\boldsymbol{Ri}_{3s}+\frac{d}{dt}\varPsi _{3s} \]

\[\varPsi _{3s}\,\,=\,\,\boldsymbol{L}_{3s}\boldsymbol{i}_{3s}\,\,+\,\,\psi _f\cdot \boldsymbol{F}_{3s}\left( \theta _{\boldsymbol{e}} \right) \]

\(\varPsi_3s\)为三相绕组的磁链;\(\boldsymbol{u}_{3s}、R、\boldsymbol{i}_{3s}\)分别是三相绕组的相电压、电阻和电流;\(\boldsymbol{L}_{3s}\)为三相绕组的电感
\(\boldsymbol{F}_{3s}( \theta _{\boldsymbol{e}})\)为三相绕组的磁链,且满足

\[\begin{array}{c} \boldsymbol{i}_{3~\mathrm{s}}=\left[ \begin{array}{l} i_A\\ i_B\\ i_C\\ \end{array} \right] ,\boldsymbol{R}_{3~\mathrm{s}}=\left[ \begin{matrix} R& 0& 0\\ 0& R& 0\\ 0& 0& R\\ \end{matrix} \right] ,\boldsymbol{\psi }_{3~\mathrm{s}}=\left[ \begin{array}{l} \psi _A\\ \psi _B\\ \psi _C\\ \end{array} \right]\\ \boldsymbol{u}_{3~\mathrm{s}}=\left[ \begin{array}{l} u_A\\ u_B\\ u_C\\ \end{array} \right] ,\boldsymbol{F}_{3~\mathrm{s}}\left( \theta _{\mathrm{e}} \right) =\left[ \begin{array}{c} \sin \theta _{\mathrm{e}}\\ \sin \left( \theta _{\mathrm{e}}-2\pi /3 \right)\\ \sin \left( \theta _{\mathrm{e}}+2\pi /3 \right)\\ \end{array} \right]\\ \boldsymbol{L}_{3~\mathrm{s}}=L_{\mathrm{m}3}\left[ \begin{matrix} 1& \cos 2\pi /3& \cos 4\pi /3\\ \cos 2\pi /3& 1& \cos 2\pi /3\\ \cos 4\pi /3& \cos 2\pi /3& 1\\ \end{matrix} \right] +L_{13}\left[ \begin{matrix} 1& 0& 0\\ 0& 1& 0\\ 0& 0& 1\\ \end{matrix} \right]\\ \end{array} \]

\(L_{\mathrm{m}3}\)为定子互感,\(L_{\mathrm{l}3}\)为定子漏感