多定子直线感应电机模型及间接矢量控制算法

直线感应电机(1inearinductionmotors，LIM)可以提供直线驱动力，无需其他传动装置即可将电能转换为直线运动的机械能，因此在轨道交通、矿井提升等场合有着广阔应用前景卜。依据不同应用场合，直线感应电机外形可以设计为扁平形、圆筒形、盘形以及无槽环形等结构I9。然而，无论采用上述哪种结构，为了避免高速运行的动子与定子绕组发生碰撞，直线感应电机通常设计有较大电磁气隙，导致功率因数和能量效率相对较低”J。在电源电压或电流受限条件下，为了提高推力密度、功率效率和能量效率，可以采用多台定子上下并联布置、输出电磁推力共同作用于同一个次级的新型结构_1。文献[14]对最简单的两定子双边直线感应电机数学模型进行了初步探讨，而且利用电机上下两定子绕组同时通入同向电流及反向电流时性能的差异性，实现了上下两台定子参数的解耦。然而，当并联的定子数目进一步增多时，电机不同定子绕组间边缘气隙磁场耦合和次级动子板上感应涡流耦合更为复杂，利用解耦方式求解电机模型及参数存在较大局限性深圳电感http://www.ruishen.net/。

本文从单定子长初级直线感应电机稳态等效电路出发，采用电压／电流空问矢量及其向量形式建立了多定子直线感应电机等效电路模型及其控制器模型。借助于控制器模型中电机次级动子板输出的机械功率，得到了多定子直线感应电机电磁推力的计算表达式，并给出了适用于该控制器模型的间接矢量控制算法和控制系统框图。将该控制器模型和间接矢量控制算法应用于某四定子直线感应电机作为驱动力的新型城际轨道交通列车试验线，并设计了电机单台定子运行和两台定子并联运行两种实验工况，实验表明，电机1#定子单独工作时列车速度超调量为0．94％，1#及3#定子并联运行时速度超调量为1．10％，验证了电机模型和控制算法的正确性，为多定子直线感应电机的推广应用奠定了理论基础。

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