[發明專利]一種同步電機的數學模型

有效

• 申請號: 201310745348.9
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103795317A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 朱紀洪;司賓強
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種同步電機的數學模型，其特征在于，含有：N個相電壓到轉矩的變換支路、一個轉矩合成器、一個加速度比例環節、一個加速度積分器、一個速度積分環節和N個反電動勢反饋支路，N代表同步電機的相數；其中：

相電壓到轉矩的變換支路包括一個減法器、一個慣性環節、一個比例環節和一個旋轉變換器；所述減法器實現控制相電壓與各相反電動勢的相減運算，得到產生相電流的電壓差；所述慣性環節由電機的相電感L和電阻R確定，其數學表達式為：上述電壓差經過所述慣性環節后，得到相電流i_X，下標X代表電機各相繞組，可取1、2、...、N；所述比例環節由電機的轉矩常數確定，記為C_M，所述相電流經過所述比例環節后，得到每相轉矩幅值T_X＝C_M?i_X；所述旋轉變換器為包含電機轉子位置角θ和各相與第一相的相位差φ_X-1的正弦函數，其數學表達式為sin(θ+φ_X-1)，所述每相轉矩幅值經過所述旋轉變換器后，求得每相實時轉矩T_X＝C_M?i_X?sin(θ+φ_X-1)；

所述轉矩合成器將所述各相實時轉矩進行綜合，輸出電機的總轉矩

所述加速度比例環節由電機轉子慣量的倒數確定，其數學表達式為上述總轉矩經過該加速度比例環節后，產生電機轉子的角加速度α；

上述角加速度經過加速度積分環節后，得到電機轉子角速度ω；

上述電機轉子角速度經過速度積分環節后，得到電機轉子位置角θ，并將其實時反饋給轉矩旋轉變換器和轉速旋轉變換器；

所述反電動勢反饋支路包括一個反電勢比例環節和一個電勢旋轉變換器；所述比例環節由電機的反電動勢常數確定，其數學表達式為C_e，所述轉子角速度ω經過所述反電勢比例環節后，得到相反電勢幅值C_eω；所述電勢旋轉變換器為包含電機轉子位置角θ和各相與第一相的相位差φ_X-1的正弦函數，其數學表達式為sin(θ+φ_X-1)，對兩相同步電機，式中φ_2-1＝φ₁＝-π/2，對N≥3相電機φ_X-1＝(-2π/N)×(X-1)；所述反電勢幅值經過所述電勢旋轉變換器后，得到每相實時反電勢C_eω?sin(θ+φ_X-1)。