變頻感應(yīng)電機(jī)場路耦合仿真和鐵耗研究.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)和微機(jī)控制技術(shù)的進(jìn)步，變頻感應(yīng)電機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。然而，變頻器輸出的非正弦信號使交頻感應(yīng)電機(jī)的設(shè)計交得困難和復(fù)雜。為了精確合理的設(shè)計變頻器供電下的感應(yīng)電機(jī)，提出了一種基于場路耦合法的感應(yīng)電機(jī)及其變頻控制系統(tǒng)設(shè)計和分析的新方法。該方法基于感應(yīng)電機(jī)電磁有限元分析模型和變頻控制系統(tǒng)模型，利用場路耦合協(xié)同仿真技術(shù)，能夠有效地分析出感應(yīng)電機(jī)與控制系統(tǒng)之間的相互耦合特性及變頻感應(yīng)電機(jī)的性能等。另外，感應(yīng)電機(jī)采用變頻器供電

2、時，電機(jī)鐵耗的分析和計算也變得更加復(fù)雜，這是變頻感應(yīng)電機(jī)設(shè)計中的難題之一。本文的主要工作如下:
　　首先，介紹了變頻感應(yīng)電機(jī)的基礎(chǔ)理論，包括兩大基本變頻控制方式，SPWM、CHBPWM和SVPWM三種變頻調(diào)制技術(shù)，變頻感應(yīng)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型及其矢量控制理論。
　　其次，介紹了變頻感應(yīng)電機(jī)性能分析方法，包括損耗、效率、電磁轉(zhuǎn)矩等穩(wěn)態(tài)性能的計算和分析。主要針對于鐵耗的計算進(jìn)行了詳細(xì)闡述，包括鐵磁材料損耗產(chǎn)生的物理機(jī)理和各項損耗計算模

3、型及不同的電機(jī)鐵耗計算模型等。
　　然后，提出了一種基于場路耦合法分析變頻感應(yīng)電機(jī)系統(tǒng)性能的新方法。利用Maxwell+Simplorer的仿真平臺，搭建了變頻感應(yīng)電機(jī)場路耦合的仿真模型，包括感應(yīng)電機(jī)的電磁分析模型和基于轉(zhuǎn)子磁場定向的SVPWM矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)模型。實現(xiàn)了變頻感應(yīng)電機(jī)從空載起動，然后突加負(fù)載運行這一動態(tài)過程的仿真研究。在控制系統(tǒng)模型中給出了各環(huán)節(jié)的詳細(xì)設(shè)計過程，包括坐標(biāo)變換、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器、轉(zhuǎn)子磁鏈觀測