新型双电容三相感应电机单相运行定子三维温度场研究

由于新型双电容三相感应电机单相运行在非额定工况下时,三相绕组电流将不再对称,为了保证电机的稳定长期运行,需要对新接法进行稳态温度场的计算与分析。对三相感应电机定子建立三维传热模型,通过有限元法对其在额定运行、轻载和重载条件下进行温度场研究;为验证该方法的正确性和有效性,对电机进行温升试验,试验结果与仿真结果相吻合。结果表明,新型接法在轻载与重载条件下发热严重,但温度并未超过电机绝缘材料最大允许温度,但在额定运行时发热与三相对称运行接近。

三相感应电动机起动及三相短路故障的过程仿真

文章首先列出了三相感应电动机的运动状态方程,包括各部分系数的值。然后分析起动时的初始状态以及空载稳定运行的状态,并分别作为起动和三相短路故障的初始值。利用四阶龙格-库塔方法求解不同时刻各状态量,并利用Excel自带的VBA编写了程序,实现了上述功能。最后通过实例计算了一台三相感应电动机在空载起动和三相短路故障两种工况下,定子电流和电磁转矩的冲击峰值。

十二/三相感应发电机的数值仿真与试验

十二/三相感应发电机用在高速发电的独立系统中具有十分明显的优势,但由于其模型十分复杂,难以用常规的解析方法进行分析,所以在电磁暂态计算软件中建立十二/三相感应发电机模型,采用数值计算的方法来计算含十二/三相感应发电机系统的动态过程是十分必要的。本文采用隐式梯形法在EMTDC软件中建立了十二/三相感应发电机的数学模型,此模型能与EMTDC软件中的现有的元件接口,对含有十二/三相感应发电机的试验系统进行了仿真计算,同时用实验室中的一台20kW的十二/三相感应发电机做了相应的试验。试验结果与仿真结果相吻合,说明了在EMTDC软件中所建立的十二/三相感应发电机模型的正确性,为含十二/三相感应发电机的独立电力系统的计算奠定了基础。

双三相感应电机新型空间矢量脉宽调制策略研究

电压源型逆变器驱动双三相感应电机时共有64种开关状态,电压调制算法复杂。基于分类算法提出了一种十二边形空间矢量脉冲宽度调制(space vector pulse widthmodulation,SVPWM)策略。与其他研究相比,该新型调制策略可有效缩短算法处理时间,扩展调制区域。算法对输入的电压进行分类,获取最大和次大的中间变量,从而判断参考电压矢量所在扇区;对中间变量进行线性组合可求得基本矢量作用时间,从而缩短算法处理时间。该算法通过将调制区域分为3段,可实现线性调制区域向过调制区域的平滑过渡。仿真和实验结果表明,线性调制区可抑制定子电流谐波;过调制区可补偿十二边形外电压矢量损失。

基于矢量分解和叠加原理的双三相感应电机在全调制比范围内的PWM策略

对于六桥臂电压源型逆变器供电的双定子绕组异步感应电机,为提高逆变器直流母线电压利用率,并抑制电流谐波,提出一种新的脉宽调制(pulse width modulation,PWM)算法。该方法利用空间矢量分解的原理,在低次谐波被消除的基波空间计算参考电压矢量,并在过调制区通过叠加原理选择合适的开关状态矢量重构参考电压矢量,从而实现从线性调制到方波控制的平滑过渡。详细介绍该调制算法的基本原理,并进行实验。研究结果表明,该算法下的输出基波电压幅值与调制比呈线性关系,且定子绕组电流谐波含量也得到了明显抑制。

双三相感应电机谐波平面电压注入法在线辨识定子电阻和漏感策略

为了提高双三相感应电机参数辨识的鲁棒性,并为控制系统提供准确的电机参数,介绍了一种新颖的在线辨识双三相异步感应电机的定子电阻和定子漏感的方法。根据电机在谐波平面的数学方程,注入该平面的电压矢量会在这个平面产生顺时针旋转的电流矢量,同时也能保持基波平面参考电压不变,且不引入转矩和磁链脉动。根据注入的电压矢量和采样的定子电流可以计算定子电阻和漏感。该文介绍了参数在线辨识以及谐波平面电流幅值和相位可控的谐波平面电压矢量注入方法的原理。实验结果验证了方法的有效性。

低开关频率下双三相感应电机矢量控制策略

双三相感应电机以其自身特有的优点,特别适用于轨道交通等低压、大功率、可靠性要求高的应用场合。在大功率牵引传动系统中,因开关损耗和散热条件等限制,逆变器的最高开关频率通常不超过1kHz。根据多模式调制的特点,提出低开关频率条件下双三相感应电机矢量控制策略,主要包括磁链观测、基波(αβ)平面电流调节器、谐波(xy)平面电流调节器、相位调节器以及磁场定向校正策略。此外,针对方波工况下电压幅值无法调节问题,提出方波工况下的改进型矢量控制策略。通过仿真系统和小功率实验平台,验证了所提出的低开关频率下矢量控制策略的正确性和可行性。

基于叠加复调节器的双三相感应电机控制系统

双三相感应电机控制系统因其固有多绕组结构,使传统矢量控制方案无法契合电机模型实现良好动稳态性能,导致系统在同步旋转坐标系下d-q轴电流存在耦合,且常伴随电流不平衡。传统PI及电压补偿方案解耦能力有限且对参数敏感,影响系统转矩响应速度。针对此系列问题,该文提出一种基于叠加复调节器的双三相感应电机矢量控制方案,通过建立双三相感应电机的复矢量模型,采用复矢量电流表示磁链将耦合电压直接化入系统,实现d-q轴电流完全解耦。电流控制环节采用基波平面电流与误差平面电流叠加控制,同步设计叠加复调节器,在减小系统对参数依赖性的同时实现了两套绕组电流平衡。仿真及实验结果均验证了所提方法的正确性与可行性。

基于瞬态模型的不对称供电三相感应电动机分析

三相电压不对称对感应电动机性能影响较大。本文建立了三相感应电动机瞬态模型,基于该模型和复数不平衡因数(C_(VUF))的概念,研究不对称供电电压对感应电动机性能的影响。对不对称三相电压供电感应电动机起动过程进行了仿真,计算了不同C_(VUF)时感应电动机的起动过程,研究了起动过程中的峰值转矩、起动时间、达到稳态后的三相电流不平衡因数、转速、转速波动、转矩波动与C_(VUF)的关系,得出了相应结论。

Semihex^(TM)接法三相感应电动机的瞬态仿真研究

对三相感应电动机SemihexTM接法单相运行时的瞬态过程进行仿真分析。用对称分量法分析三相感应电动机SemihexTM接法时的不对称电路系统,导出对称运行的条件,确定电容的数值。为了得到瞬态特性,提出了三相感应电动机SemihexTM接法单相运行时在αβ坐标系下的瞬态数学模型,编写计算机仿真程序,通过实例对三相感应电动机SemihexTM接法单相运行时的瞬态过程进行仿真计算,对仿真结果进行分析。

三相感应电动机断相运行分析

应用三相对称分量法对三相感应电动机断相运行的电流特性进行了分析,并作了详细的定量分析,给出了三相感应电动机断相运行的等效电路,为设计断相保护电路提供了理论依据.

双三相感应电机SVPWM的新型过调制策略

过调制策略能够提高逆变器输出电压范围和品质,从而提高电机输出转速范围和转矩特性。针对双三相感应电机空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法过调制区域有限,分区实现复杂,内存占用率大等问题,提出一种新型过调制策略。该策略将整个过调制区域算法统一实现,不需要分区多控制角计算,同时使调制度与调制后控制比例参数成线性关系,不用查表及数据存储即可实现线性区到十二阶梯波的平滑过渡,使数字化实现更为简洁高效。通过仿真和实验验证了所提过调制策略的正确、可行性。

非正交坐标系下双三相感应电机SVPWM控制策略

针对传统双三相电机空间矢量脉冲宽度调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)算法中含有大量的三角函数和求根运算,且电机定子电流谐波含量大的问题。结合双三相电机的矢量分类技术,在120°的非正交坐标系下提出了一种双三相感应电机的空间矢量脉冲宽度调制算法。判断三相给定电压信号的最大值和最小值,通过总结规律,可直接求得各相开关的切换时刻,无须进行扇区和基本电压矢量作用时间的计算。对仿真和实验结果的分析表明,与传统双三相SVPWM算法相比,所提出的双三相感应电机SVPWM算法可以有效抑制电机定子电流谐波的同时,大大缩短算法执行时间。定子电流谐波的抑制可提高电机控制性能,算法执行时间的缩短将为处理器节约资源。

三相感应电机的稳定性分析

应用Lyapunov稳定性理论分析了三相感应电机电磁子系统稳定性 ,讨论了电机参数时变情况下的三相感应电机电磁子系统全局一致渐近稳定和指数稳定的充分条件 .可以为交流调速系统应用自适应控制理论和智能控制的参数化逼近提供部分理论依据 .

单相电源供电时三相感应电动机瞬态仿真研究

对三相感应电动机由单相电源供电和用电容器作为相平衡器的瞬态行为进行仿真分析。为了得到瞬态特性,根据三相感应电动机在A、B、C相坐标系下的动态数学模型和推导出三相定子绕组端电压约束条件,编写计算机仿真程序,通过实例对Y接法的三相感应电动机由单相电源供电和用电容器作为相平衡器时的瞬态过程进行仿真计算,对仿真结果进行分析用对称分量法分析了电动机对称运行时需要满足的条件,并由此初步计算电容的数值,然后通过计算机仿真较准确地加以确定。

小型非晶三相感应电机铁芯的性能

以常见的小型三相异步电机为研究对象,建立了三相异步电机模型,并用铁基非晶材料和硅钢材料分别制作了异步电机的定子铁芯,研究了非晶铁芯与硅钢铁芯的性能和特点。采用软磁交流测试系统对两种材料制成的铁芯进行了交流损耗和矫顽力的测试,测试结果显示:在相同的频率和磁感应强度下,非晶铁芯损耗仅为传统硅钢铁芯损耗的1/3左右,而其剩磁仅为传统铁芯剩磁的1/4,表明非晶铁芯的损耗和矫顽力远小于硅钢铁芯的损耗和矫顽力,且工作频率越高,二者数据差别越大,说明非晶材料较硅钢材料具有更优异的软磁性。建立了三相异步电机的有限元分析模型,对非晶合金铁芯电机和传统硅钢铁芯电机进行了有限元求解。结果显示,采用非晶定子铁芯的电机比传统采用硅钢定子铁芯的电机更加高效节能。该研究成果为深入开展铁基非晶材料在异步电机中的应用提供了参考。

三相感应电动机单相Semihex^(TM)运行瞬态过程仿真

为了得到三相感应电动机SemihexTM接法单相运行时的瞬态特性,根据三相感应电动机在A、B、C相坐标系下的动态数学模型及三相感应电动机采用SemihexTM接法时的边界方程,编制计算机仿真程序,对三相感应电动机单相SemihexTM运行的瞬态过程进行仿真研究,对仿真结果进行分析;用对称分量法分析三相感应电动机SemihexTM接法时的不对称系统,确定电容的数值。试验证明了分析方法的正确性。

瞬时电压骤降时三相感应电动机瞬态分析

根据主磁路饱和时三相感应电动机在d q静止坐标系下的状态方程,应用Matlab软件,通过实例对瞬时电压骤降引起的三相感应电动机的瞬态运行过程进行了计算机仿真计算,得到了一些有用的结论.

逆变器供电双三相感应电机的稳态特性

对双三相感应电机逆变器供电下的稳态特性进行了研究 ,结果表明 ,要获得好的转矩和定子电流波形 ,应同时消除电压中的 hth[h=6m± 1( m=1,2 ,3… ) ]次谐波分量。仿真和实验均表明 SPWM由于消除了较低次的谐波电压适用于双三相电机的控制。

基于改进遗传算法的三相感应电机参数估计算法

为了降低三相感应电机的参数测量成本,提出了一种基于改进遗传算法的三相感应电机参数估计算法。首先,建立了广义的三相感应电机动态模型,并建立了电机电流与速度的状态空间模型;其次,对遗传算法进行了改进,设计了基于改进遗传算法的函数逼近器,通过最小二乘算法实现曲线的拟合;最终,模型输出三相感应电机的多个关键参数。实验结果表明,该算法能够有效地估计出三相感应电机的7个关键参数,并且实现了较低的估计误差。