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基于电压源的三相异步电动机等效电路模型制造技术

技术编号:7843558 阅读:494 留言:0更新日期:2012-10-13 01:59
本发明专利技术涉及电动机等效电路模型,尤其是一种基于电压源的三相异步电动机等效电路模型。提供一种在大范围内同电动机实际特性相吻合,解决模型不准难题的电路模型。其中的负载等效电压源是用一个电压源来表征转子机械负载,通过建立的负载等效电压源计算得到三相异步电动机输入同输出之间的关系,电压源通过计算得出。采用上述技术方案的模型在大范围内同电动机实际特性相吻合,解决了困扰电动机理论研究领域多年的模型不准的难题,计算量小、模型简单、计算精度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电动机等效电路模型,尤其是一种基于电压源的三相异步电动机等效电路模型
技术介绍
三相异步电动机以其高鲁棒性和低维修率,成为世界上应用最广泛的机电能量转换装置,它直接将电能转换为机械能,为机械负载提供能量,反映负载的变化情况。电动机一方面将电能转化为机械能驱动负载,是执行机构;另一方面它又将负载机械能的变化反馈到电量,反映对象的动态信息,是检测机构。但是,由于三相异步电动机具有非线性、时变性、多变量、强耦合等特点,使得对其控制和参数识别存在一定的难度,又由于电机转子 的机械扭矩和转速实时数据的获得成本较高,因此三相异步电动机的模型仿真研究以及通过电压电流的变化来实现三相异步电动机的精确参数辨识,继而对电机转子扭矩和转速瞬态值进行无传感器观测,是电力电子和交流传动领域多年来研究的热门。对电机运行状态的监控离不开转矩、转速数据的测量,直接安装转矩、转速传感器的方法工程上存在许多问题,因此目前无传感器电机转矩、转速估计方法的研究较为普遍。无传感器电机转矩、转速估计方法离不开电机模型,大多数动态转矩、转速估计方法都是基于电机状态空间模型,如基于状态观测器的模型参考自适应法、神经网络法、小波网络法、卡尔曼滤波法等,然而电机状态空间模型用到了磁链的导数,工程中对数据的干扰敏感性大,且多数智能方法寻优求解过程较为复杂,计算量大,因此工程应用仍存在不少问题。电机的等效电路模型形象直观,无论在研究异步电机性能还是在研究交流调速控制策略方面都占有十分重要的地位,等效电路主要有T型等效电路、π型等效电路和Γ型等效电路,基本原理不变,可以互相转换,其中,T型等效电路应用较为普遍。但是传统等效电路对机械负载的作用机理概念模糊,致使大部分应用中将机械负载特性用可变电阻替代,计算结果同实际情况差异较大,只能局部适用。因此,模型不准确是困扰三相异步感应电动机测量机理研究的一大障碍。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种通过对三相异步感应电动机结构特性的研究,深入剖析电磁能和机械能相互转换的机理,提供一种克服传统电动机等效电路模型的缺陷和不足,基于电压源思想的电动机等效电路模型,在大范围内同电动机实际特性相吻合,解决困扰电动机理论研究领域多年的模型不准的难题的基于电压源的三相异步电动机等效电路模型。三相异步感应电动机转子机械负载的有源特性是通过导体在磁场中的运动产生感应电势体现出来,在电路上必定表现为电压源特性,因此用一个电压源来表征转子机械负载是合理的。把转子机械负载等效成一个电压源,其数值同励磁电流和转子转速有关,建立等效电路模型,用一个电压源代替原始T型等效电路的负载等效电阻。机械功就等于这个电压源的做功。技术方案是基于电压源的三相异步电动机等效电路模型包括队负载等效电压源;κ 电压源系数;s:转差率;uin 电源输入-I:励磁电流;ξ:定子电流Jr:转子电流;RFe:等效铁耗电阻;RS:定子电阻;XS:定子感抗;R,:转子电阻;X,:转子感抗;Xa:励磁感抗,所述的负载等效电压源是用一个电压源来表征转子机械负载,通过建立的负载等效电压源计算得到三相异步电动机输入同输出之间的关系,电压源通过计算得出。采用复矢量形式求解,建立方程Js = ia + irIL-I [R、+ JXs) = I [Rfe + JXa ) = l{Rr + jXr) + OL_6] U,,^K(\-s)leJ~2U,η = UsejP,β = 2 ft,f■为电源电压频率联立解方程得 I = U、ejP I (A+风入 +) + (i v + jX、)| I + ■/[{,-尺(1_5)] Rl-e+ j\_Xa~J.Rr+ JXr_o]_#_$)]κ ι+-vr + jXri一~π 机械功Pn =Re(t/i-i;)孓*为ζ的共轭,电磁扭矩Te =Alm(7;-ir),λ 扭矩系数铁损铜损_9]^=|ζ·Γ|·^.+|νΓ|·^运动方程Te=TL^J^ + Ra^- + Keem式中 γ :机械负载转矩J :转动惯量;Ι Ω :旋转阻力系数;Ke :扭转弹性常数;θ m=θ/p:转子转动的机械角度。采用上述技术方案的模型在大范围内同电动机实际特性相吻合,解决了困扰电动机理论研究领域多年的模型不准的难题,计算量小、模型简单、计算精度闻。附图说明附图是本专利技术的电路图。具体实施方式参照附图基于电压源的三相异步电动机等效电路模型包括队负载等效电压源;K :电压源系数;s :转差率;Uin电源输入励磁电流J'淀子电流Jr:转子电流;RFe :等效铁耗电阻;RS:定子电阻;XS:定子感抗;R,:转子电阻;X,:转子感抗;Xa:励磁感抗,所述的负载等效电压源是用一个电压源来表征转子机械负载,通过建立的负载等效电压源计算得到三相异步电动机输入同输出之间的关系,电压源通过本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电压源的三相异步电动机等效电路模型,其特征在于包括队负载等效电压源;K :电压源系数;s :转差率;Uin :电源输入;:励磁电流:定子电流Jr:转子电流;Rpe :等效铁耗电阻;RS :定子电阻;XS :定子感抗;R,:转子电阻;X,:转子感抗;Xa...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙振华蔺爱国
申请(专利权)人:孙振华
类型:发明
国别省市:

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