电动汽车异步电机矢量控制原理

1、定子则定子和转子转子静止时的定转子电路示意图13.3异步电机的电势平衡当异步电机的定子绕组接至对称的三相电源，便有三相 电流流通9产生旋转磁动势F9并建立旋转磁场B.由于磁场分布情况极为复杂，磁势不仅包含基波分量， 还包含有高次谐波，为了便于建立其数学模型，把磁通 分为主磁通皿和漏磁通°。主磁通Cm切割定转子绕组并感应电势，在定子绕组感应 电势为E,漏磁通。仅切割定子绕组感应电势为E“E744fNkw®m Ey = -jxia13.3异步电机的电势平衡1、定子绕组电压平衡方程： 各相量正方向均据变压器惯例, 的电动势平衡方程式如下：° 1 一 E +厶（尺+丿力2

2、、转子绕组的电动势设转子的转速为m气隙旋转磁场与转子的相对速度为nrn9故转子电动势E2和电流I?的频率为:60 60转子转动后，由转子电流所产生的转子基波旋转 磁动势F2相对于转子的转速为：=snx6O/260sf斤2 =PP转子转动后，从电路角度看，最主要不同之处在于转子频率f 2随转速而变化了。它影响到转子电动 势E?和漏抗随之变化。令左2$表示转动后的电动势，兀2亦表示转动后的漏抗, 则 E2=4.44f2kw2(/)m=sE2兀 2g=2 吋丄2 尸2 7isfl2=sx2a式中巧、5一转子静止时的转子电动势和漏抗。 当转子静止时，s=l,n=0J2=fi，当加讪时,£=0

3、转动后的转子电压平衡方程式可写成:0=E2s2(R2十j七2as R?+j 2asZ?2 + jX"sE尺2 + jsX"13.4异步电机的磁势平衡设转子的转速为弘 气隙旋转磁场与转子的相对速度 为mm故转子电动势E2和电流耳的频率为：60/I】60转子转动后，由转子电流所产生的转子基波旋转 磁动势巧相对于转子的转速为：=snxTl° =- P60/26舸、P因为转子自身以转速Z7旋转，故转子基波旋转 磁动势相对于定子的转速为：nxn+ n = sn+n =n + n = n由此可见，不论转子自身的转速n如何，由转子电流 【2产生的转子基波旋转磁动势和由定子电流所

4、产生的 定子基波旋转磁动势没有相对运动。转子的磁势:F2=xQ.9xi22P前己分析，不论转子的实际转速如何，磁势平衡式仍成立有 Fl + F2=Fm 或 Fl = Fm -F2N 山¥2 j12PHIm.二加c 小 N、kw ；_x09x/. =?-x0.9xx0.9x2p 12p m 2i _ j m22W2 if 1 I m 7T72miNikwl13.5异步电机的等效电路一、频率折算前面列出的定、转子电动势平衡方程式，它们的 频率不同，而不同频率的物理量所列出的方程式 不能联立求解，因此需要对转子电路进行频率折 算，使与定子电路有相同频率。上节已讨论过,*转子静止时，定、转子

5、具有相同 频率，故等效的转子电路应该是静止不动的.只要保持频率折算后的转子电流的大小和相 位不变，就可保持磁动势平衡不变，从而保持 定子电流的大小和相位不变，也就保持了功率 和损耗不变。具体推导如下（由前面电势方程式，求得）i 匚尺2 +-12 尺2 + jx S =畑 _，= tg将上式分子分母同除以S,其值不变。即有:S（2）jX2<r（尺2 + 尺 2）+S从上面两式，不仅在保持笃与不变的条件下进 行了数学变换，其实有着不同的物理意义。（i）式表示转子转动时的实际情况，转子电动 势为转子频率为f2=sfXy转轴上输 出机械功率。电路图如图所示 (2)式表示频率归算后的等效转子。转子

6、电动势为 Ev转子频率为/；,转轴上不输出机械功率，但 转子回路的电阻变了。我们把分解为两项：=R2的物理意义:在实际转动的电机中，在转子回路中并无此电阻，但有机械功率输出。换言之，可以由静止不动的等效电路中计 算出电功率“蔦gAMTs从而间接地求出轴上的机械功率，故凡X模拟电阻、电路如下页图.它和变压器接有纯电阻负载时的等效电 阻相似。所接负载为模拟机械功皋的模 拟电阻上£凡S 一由该等效电路可分析以下几种情况：1 5 t1当转子静止时n=0,即s=l,贝U即机械功率为零。2.当转子转速达到同步速时=心，即£相当于等效电路的副边开路，转子电 流等于零，机械功率也就等于零。

7、3.当OVnVrii，§pi>s>0,则>0s机械功率为正，即有机械功率输出，为 感应电机的正常电动运行状态。二.电流折算：和分析变压器相似的方法，可把异步机的转子绕组折算 为一个相数、匝数和绕组系数都与定子侧相同的等效转 子，因此，还需要对除频率外的其它参数进行折算。相应 同时其内阻一政另，X2oE2TE2'相数 m2->rrii每相串联匝数绕组分布系数kw2-»kwl根据折算前后转子磁势应保持不变为条件, 即应满足 f2=f2巴L x 0.9 x丛也/；二字* 0.9 x业竺/22P2p12由此可求得折算 gN打7 后的转子电流：2二丽石匕式中匕=雲敢 称为感应电机的电流变比三、电势折算根据折算