理论教育 基本假设和简化模型的基本等效电路

基本假设和简化模型的基本等效电路

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:4)功率开关用其等效电路代替。这样,我们可以将各种不同结构、不同绕组形式无刷电机的运行特性研究抽象为对于一个状态角下的基本等效电路的研究。在这个简化模型的基本等效电路中电机的多相绕组可简化为一个等效电阻Req和一个等效反电动势Eeq的串联,它以等效电压U供电,如图4-1所示。图4-1 一个状态角下简化模型的基本等效电路

基本假设和简化模型的基本等效电路

为了方便定量分析,又能够突出问题的主要方面,作如下基本假设:

1)不考虑绕组电感和互感,不考虑电流变化的过渡过程。

实际上电感的存在影响到电流波形的上升边沿和下降边沿,以及换相时刻的感应脉冲,它们对电机的平均转矩影响是第二位的。因为在一个状态角前后时刻对应的电流上升边沿和下降边沿瞬间转矩/电流系数是较低的。对于工作在低速的电机,当这个电时间常数比一个状态角要小许多时,电流变化的过渡过程可以忽略。

2)不考虑电枢反应对气隙磁场的影响。

3)不考虑转子的感应电流效应。

4)功率开关用其等效电路代替。

5)不考虑转子的转速波动。

现代无刷电机驱动功率桥大多采用MOSFET或IGBT,它们导通时管压降ug的伏安特性可以近似以下式表示:

ug=N(ΔU+iRg)(www.daowen.com)

式中,ΔU是一个管压降的恒定部分;Rg是等效电阻N是串联的开关数,非桥式半波电路取N=1,桥式全波电路取N=2。

对无刷直流电机特性的研究可以按从特殊到一般,也可以从一般到特殊进行,这里我们按后一思路,抽象为对一个状态下的基本等效电路的分析,得到表征无刷电机基本特性的统一公式和主要参数,然后推导得出几种常用的绕组连接、导通方式的参数计算。

无论无刷电机采用什么样的结构、什么样的绕组形式,在一个工作周期内总是可以划分为若干个对称的状态角,我们只考察它的一个状态角内的一个等效电路就有足够的代表性了。这样,我们可以将各种不同结构、不同绕组形式无刷电机的运行特性研究抽象为对于一个状态角下的基本等效电路的研究。在这个简化模型的基本等效电路中电机的多相绕组可简化为一个等效电阻Req和一个等效反电动势Eeq的串联,它以等效电压U供电,如图4-1所示。这里考虑了功率开关及其等效电路,当外电源施加直流母线电压为u,等效供电电压U和等效电阻Req表示为

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式中,rm为绕组的电阻。

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图4-1 一个状态角下简化模型的基本等效电路

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