车用电机原理及应用 第2版 课件 8-10 交流电机原理概述、交流电机建模、交流电机控制

交流电机原理概述车用电机原理及应用PrinciplesandApplicationsofAutomotiveElectricMotorsOUTLINE交流电机的分类交流电与旋转磁场的关系基于磁路的电机磁场计算补充知识——磁路计算原理概述磁通（Magneticflux）磁动势（Magnetomotiveforce-MMF）磁阻（Magneticreluctance/magneticresistance）电动势（Electromotiveforce-EMF）单位：ampere-turn安培环路定律单位：weber(volt-seconds)电流（Current）单位：ampere-turnsperweber（均匀介质）电阻（resistance）欧姆定律霍普金斯定律补充知识——磁路计算原理概述继电器磁路计算交流电枢绕组的磁动势XA+A

补充知识——频域分解JeanBaptisteJosephFourier电枢绕组磁动势的频域分解XA+A矩形波关于纵轴和横轴都对称，所以分解后只有奇数次的余弦项电枢绕组磁动势的频域分解

基波磁动势：三次谐波磁动势：五次谐波磁动势：

电流交变时的基波磁动势

电流交变时的基波磁动势

三相单层集中整距绕组的磁动势三相绕组空间上互差120°电角度三相电流时间上互差120电角度

三相单层集中整距绕组的磁动势三相绕组基波磁动势：

解析推导三相单层集中整距绕组的磁动势三相绕组三次谐波磁动势：？

三相单层集中整距绕组的磁动势三相绕组基波磁动势的分解

三相单层集中整距绕组的磁动势三相绕组基波磁动势的向量表示方法如何应用向量表示法计算三相绕组基波磁动势？交流电机的分类异步电机同步电机交流电机的分类同步电机异步电机励磁形式外部电励磁永磁外部电励磁磁场感应常见应用交流发电机伺服、牵引等风力发电风机、水泵等

一般Thanks!QuestionsandComments交流电机建模车用电机原理及应用PrinciplesandApplicationsofAutomotiveElectricMotorsOUTLINE理解旋转坐标系下永磁同步电机的数学模型了解不同坐标系下交流电机建模的基本原理和结构永磁同步电机的转矩表达式电机数学模型的基本结构回顾直流电机模型输入输出映射关系表达式1.电压*、反电动势 1.电流2.电流 2.转矩3.转矩、负载* 3.转速4.转速 4.反电动势1.电压方程2.转矩方程3.机械运动方程4.反电动势方程交流电机相比直流电机，哪些方程有变化？自然坐标系下交流电机的电压方程回顾：直流电机电压方程

自然坐标系下交流电机的磁链方程

自然坐标系下交流电机的电压方程的哪部分计算最麻烦？从空间矢量角度理解自然坐标系下交流电机中的物理量

三相两相正交坐标系变换（Clark变换）定子坐标系->静止正交坐标系

正交坐标系下交流电机的电压方程

正交坐标系下交流电机的磁链方程

正交坐标系下的方程还有哪里比较麻烦，能进一步简化么?旋转坐标系变换（PARK变换）

旋转坐标系下交流电机的

电压与磁链方程

旋转坐标系下永磁同步电机的

电压（反电势）、转矩方程

电压方程转矩方程

直流电机永磁同步电机

Thanks!QuestionsandComments交流电机控制车用电机原理及应用PrinciplesandApplicationsofAutomotiveElectricMotorsOUTLINE交流电机电流控制器的设计矢量控制的基本思想SVPWM的调制原理和电压利用率直接转矩控制的基本思想电机控制的基本逻辑回顾直流电机控制输入输出电枢电压

电枢电流/电磁转矩电机控制器交流电机控制的基本逻辑电压矢量电枢电压幅值控制变量（输入）电枢电压相角电压矢量abc分量电压矢量αβ分量电压矢量dq分量矢量控制FOC直接转矩控制DTC永磁同步电机矢量控制

电压方程转矩方程直流电机永磁同步电机

是否可以大致画出矢量控制的框图？目标电流的定义

目标电流的轨迹电流约束圆电压约束圆等转矩线永磁同步电机矢量控制算法结构异步感应电机矢量控制算法结构直接矢量控制异步感应电机矢量控制算法结构间接矢量控制矢量控制算法电流调节器设计

——经典控制理论（PI）

如何考虑？矢量控制算法电流调节器设计

——模型预测控制（MPC）三相逆变电路电压调制

极电压线电压相电压极电压与相电压的关系采用180°换向的方式进行调制

(无刷直流)采用SPWM方式进行调制空间电压矢量PWM调制

空间电压矢量PWM调制空间电压矢量PWM