本文關(guān)鍵詞：高轉(zhuǎn)矩密度多相鼠籠電機(jī)的建模與分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：與三相電機(jī)相比,多相電機(jī)由于相數(shù)多、磁動(dòng)勢諧波含量少而擁有眾多優(yōu)點(diǎn)：更高的能量轉(zhuǎn)換效率和系統(tǒng)可靠性；轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的頻率更高、幅值更�。蝗蒎e(cuò)運(yùn)行能力強(qiáng)；可通過變電流相序變極,低頻諧波電流注入甚至可以提高電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度。鑒于多相電機(jī)的眾多優(yōu)點(diǎn),從20世紀(jì)80年代至今多相電機(jī)的研究一直是電機(jī)學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)。本文對(duì)高轉(zhuǎn)矩密度多相鼠籠感應(yīng)電機(jī)的工作機(jī)理、數(shù)學(xué)建模及非正弦供電的特點(diǎn)進(jìn)行了研究,全文的主要內(nèi)容如下：基于繞組函數(shù)方法和繞組結(jié)構(gòu)圓圖,對(duì)任意相數(shù)對(duì)稱與不對(duì)稱感應(yīng)電機(jī)的磁動(dòng)勢進(jìn)行了全面分析,從而論證了多相電機(jī)具有磁動(dòng)勢諧波含量少、變電流相序變極的特點(diǎn)。由于改善的非正弦氣隙磁密波形可以充分利用鐵芯,提高電機(jī)轉(zhuǎn)矩密度,因此對(duì)一維任意形狀行波的特點(diǎn)進(jìn)行了分析,闡述了在多相電機(jī)中利用定子電流基波和諧波合成任意形狀行波的方法,從理論上解釋了逼近方波氣隙磁密時(shí)勵(lì)磁電流的尖峰現(xiàn)象。根據(jù)繞組函數(shù)方法和轉(zhuǎn)子多回路理論,建立了任意相數(shù)對(duì)稱鼠籠感應(yīng)電機(jī)在自然坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,給出了模型參數(shù)的計(jì)算表達(dá)式,揭示了簡化該模型的多相變換矩陣的特點(diǎn)。為了反映多相電機(jī)變電流相序變極,進(jìn)而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的特點(diǎn),提出了在集中整距電機(jī)中考慮空間諧波次數(shù)最大值的準(zhǔn)則,給出了任意旋轉(zhuǎn)速度dq坐標(biāo)系下多相鼠籠感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型的參數(shù)計(jì)算表達(dá)式。同時(shí),將三相電機(jī)中定義的空間矢量推廣到多相電機(jī)中。為了驗(yàn)證所建模型的正確性,在Matlab\Simulink環(huán)境下搭建了考慮基波、3、5、7次空間諧波的九相44根導(dǎo)條集中整距鼠籠感應(yīng)電機(jī)的狀態(tài)方程模型；根據(jù)一臺(tái)450kW樣機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),將其在方波、梯形波電壓供電下的仿真電流、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性仿真曲線和實(shí)驗(yàn)波形或數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析；另外,對(duì)該九相電機(jī)在方波、SPWM兩種供電方式下轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)情況進(jìn)行了仿真與分析。為了進(jìn)一步說明多相集中整距電機(jī)的優(yōu)點(diǎn),將其和一臺(tái)中等功率三相電機(jī)在各種常用PWM調(diào)制策略供電下的仿真性能進(jìn)行了比較。最后,根據(jù)九相電機(jī)dq坐標(biāo)系下的電氣參數(shù)和空間矢量定義,對(duì)九相電機(jī)等效電路的參數(shù)折算進(jìn)行了初步分析。
【關(guān)鍵詞】：高轉(zhuǎn)矩密度 多相鼠籠電機(jī) 磁動(dòng)勢分析 數(shù)學(xué)建模 非正弦供電
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM343.3
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 插圖和附表清單11-13
• 第1章 緒論13-22
• 1.1 課題研究背景13-16
• 1.2 多相電機(jī)發(fā)展概述16-18
• 1.3 感應(yīng)電機(jī)高性能變頻調(diào)速控制技術(shù)概述18-21
• 1.3.1 三相感應(yīng)電機(jī)的變頻調(diào)速控制18-19
• 1.3.2 多相感應(yīng)電機(jī)的變頻調(diào)速控制19-21
• 1.4 本文研究內(nèi)容21-22
• 第2章 任意相數(shù)鼠籠電機(jī)的磁動(dòng)勢分析22-35
• 2.1 多相電機(jī)的分類與繞組排布22-23
• 2.2 任意相數(shù)感應(yīng)電機(jī)的磁動(dòng)勢分析23-32
• 2.2.1 繞組函數(shù)23-24
• 2.2.2 π/n相帶感應(yīng)電機(jī)的磁動(dòng)勢分析24-29
• 2.2.3 2π/n相帶感應(yīng)電機(jī)的磁動(dòng)勢分析29-30
• 2.2.4 多套繞組多相感應(yīng)電機(jī)的磁動(dòng)勢分析30-31
• 2.2.5 轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢分析31-32
• 2.3 任意非正弦氣隙磁密行波波形的實(shí)現(xiàn)32-34
• 2.3.1 非正弦氣隙磁密行波波形的特點(diǎn)32-33
• 2.3.2 非正弦氣隙磁密與電流過沖現(xiàn)象33-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 第3章 多相鼠籠電機(jī)的數(shù)學(xué)建模35-48
• 3.1 多相感應(yīng)電機(jī)在自然坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型35-36
• 3.2 多相鼠籠電機(jī)參數(shù)計(jì)算36-40
• 3.2.1 電阻矩陣各元素表達(dá)式36-37
• 3.2.2 電感矩陣各元素表達(dá)式37-39
• 3.2.3 空間諧波次數(shù)最大值選取原則39-40
• 3.3 多相鼠籠電機(jī)在dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型40-46
• 3.3.1 多相變換矩陣40-41
• 3.3.2 dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下參數(shù)矩陣元素的計(jì)算41-46
• 3.3.3 定轉(zhuǎn)子變換矩陣中自由角度的確定46
• 3.4 多相鼠籠電機(jī)的空間相量模型46-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 第4章 九相鼠籠電機(jī)的仿真與實(shí)驗(yàn)分析48-70
• 4.1 九相鼠籠電機(jī)的狀態(tài)方程模型48-52
• 4.1.1 dq坐標(biāo)系下九相鼠籠電機(jī)的數(shù)學(xué)模型48-50
• 4.1.2 狀態(tài)變量的選擇50-52
• 4.2 九相鼠籠電機(jī)Simulink仿真模型的搭建52-53
• 4.2.1 模型參數(shù)初始化52
• 4.2.2 多相變換矩陣模塊正確性測試52-53
• 4.3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)拓?fù)渑c逆變器輸出波形特點(diǎn)53-56
• 4.4 梯形波電壓供電下的仿真與實(shí)驗(yàn)分析56-60
• 4.4.1 仿真模型正確性驗(yàn)證56-59
• 4.4.2 梯形波電壓供電對(duì)電機(jī)性能的影響59-60
• 4.5 九相電機(jī)方波和PWM供電下的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)分析60-63
• 4.6 三相電機(jī)在不同供電方式下的仿真分析63-67
• 4.6.1 方波與六步模式供電下三相感應(yīng)電機(jī)性能分析63-65
• 4.6.2 SPWM與SVPWM供電下三相感應(yīng)電機(jī)性能分析65-66
• 4.6.3 三相電機(jī)不同供電方式時(shí)的帶載能力分析66-67
• 4.7 九相電機(jī)的復(fù)數(shù)運(yùn)算等效電路67-69
• 4.8 本章小結(jié)69-70
• 第5章 工作總結(jié)與展望70-72
• 5.1 全文工作總結(jié)70-71
• 5.2 工作展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-77
• 作者簡歷77

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本文編號(hào)：490392