控制器模型与电磁推力计算

控制器模型与电磁推力计算

图3所示的电机模型难以直接应用于控制器进行控制，为此，在电机控制系统中，建立电机次级侧不含漏感参数的控制器模型如图4所示。

为了保证图4所示的控制器模型与图3所示的实际电机模型端口阻抗相等，同时在端口电压相等时保证电机次级输出功率相等，可以得到控制器模型中参数满足如下关系式，即

多定子直线感应电机工作时，为了降低系统对供电电源的电压等级要求，不同定子绕组间通常采用独立电源并联供电的方式，因此电机每台定子的绕组相互独立，且所有定子电流均是独立可控的。如果控制电机Ⅳ台定子的次级磁链在空间上同相位，此时选择同步dq轴坐标系统，使d轴与励磁电流同相位，则在图4所示的控制器模型中，由基尔霍夫电压回路方程及电流定律可得

式(3)表明，对于任意给定的励磁电流i及转差频率，可以得到相应的定子电流i来维持与动子交链的磁链不变。

利用动子上消耗的总功率，减去动子电阻损耗功率，可以得到多定子直线感应电机次级动子板输出的机械功率为

则多定子直线电机输出的电磁推力为

4间接矢量控制

通过等式(6)可以看出，当电机励磁电流f给定时，电机输出电磁推力与工作转差频率09成线性比例关系。对于系统给定的励磁电流，利用式(6)知，期望输出电磁推力为F时所需的转差频率为

上述分析是假设动子极数较多，忽略了动子纵向边端效应的影响。然而事实上，由于纵向边端效应的影响，电机每台定子绕组均存在着电流不平衡卜。电机零序电流的存在，将导致多定子直线感应电机能量利用效率的降低，同时对电机散热带来不利影响。为此，补充电机第台定子的零序电流期望值为

式(10)及式(11)完整描述了多定子直线感应电机第n台定子在dq0坐标系下的期望电流。然而，直线电机实际可观测的为每台定子三相电流，为此，需要求解定子静止三相坐标系与同步dq0坐标系之间的变换关系。由定子静止三相坐标系到同步dq0坐标系的变换矩阵为

在上述变换中，需要确定同步行波磁场位置。由于直线感应电机次级位置实时可观测，因此其同步行波磁场位置为

方程式(7)贴片电感http://www.diangan.net/一式(12)构成了多定子直线感应电机间接矢量控制的基本方程。

假设系统以控制负载的运行速度为目标，则设计其控制系统如图5所示。

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