[發明專利]一種適用于分析共模干擾的三相交流電機高頻模型

有效

• 申請號: 201710035150.X
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN106909713B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 畢闖;李輝;金頂鑫;董亮;李川
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 甘茂

本發明屬于電力電子技術領域，提供一種適用于分析共模干擾的三相交流電機高頻模型，由U、V、W三相繞組電路并聯構成；任一相繞組電路均包括：渦流損耗電阻、線圈寄生電感、匝間效應等效電阻、匝間效應等效電感、匝間效應等效電容、以及繞組前端與定子之間的雜散電容、繞組末端與定子之間的雜散電容，渦流損耗電阻與線圈寄生電感并聯形成一個并聯網絡、一端與電機繞組端點相連、另一端與電機中性點相連，匝間效應等效電阻、匝間效應等效電感與匝間效應等效電容依次串聯形成一個串聯網絡、一端與電機繞組端點相連、另一端接地；本發明提供三相交流電機高頻模型具有較高精度，且存在物理意義，對工程和電機研究有較大的貢獻。

技術領域

本發明屬于電力電子技術領域，具體涉及一種適用于分析共模干擾的三相交流電機高頻模型。

背景技術

隨著科學技術的深入發展，對電機建模的要求也越來越高，尤其隨著智能制造和數控行業對三相交流電機的需求與日俱增，對三相交流電機高頻建模的精度、頻率范圍提出了更高的要求。為滿足一定頻段內，工程對電機精準建模的需求，國內外許多涉及智能制造領域的公司、知名院校和科研單位紛紛對電機建模展開研究，并取得了豐碩的研究成果，得到了一系列的電機高頻模型，但這些模型都有或多或少的缺陷，有待進一步地優化。

目前，對電機高頻建模的方法主要有兩種：一種是考慮了電機的物理結構，基于物理結構提出了一種電機高頻模型，然后利用精密儀器對電機的相關參數進行測量，對測量數據進行處理得到了電機模型相關參數，用Pspice、Candence等電路仿真軟件對電機高頻模型進行仿真，得到的電機共模阻抗幅值與相角和實際測量得到的阻抗幅值和相角差別比較大，已經不能很好地滿足工程的誤差要求；另一種是不考慮電機的物理結構，直接利用精密儀器對電極的共模阻抗進行測量，然后用Matlab中的相關函數對阻抗曲線進行高階擬合，得到一個擬合的阻抗傳遞函數，然后對傳遞函數進行純數學的分解，得到由幾個小電路網絡串聯而成的電機高頻模型，同樣用Pspice、Candence等電路仿真軟件對電機模型進行仿真，得到的電機共模阻抗幅值與相角和實際測量得到的阻抗幅值和相角完全相同，但是這種方法對工程以及電機高頻等效電路分析沒有任何幫助，因為這種方法得到的模型沒有考慮電機的物理結構，而且會出現電阻的阻值、電感的感抗、電容的容抗為負值，與實際電阻的阻值、電感的感抗、電容的容抗為正值是矛盾，對電機高頻模型的分析以及工程實踐沒有任何指導意義。因此，在一定頻段內，具有較高精度、有物理意義的基于電機物理結構的三相交流電機高頻模型成為我們研究重點。

發明內容

本發明目的在于提供一種適用于分析共模干擾的三相交流電機高頻模型，用以克服現有的電機高頻模型精度較差、不能滿足工程需要或者精度高、但對工程以及電機研究沒有指導意義的問題。本發明提供三相交流電機高頻模型具有較高精度，且存在物理意義，對工程和電機研究有較大的貢獻。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種適用于分析共模干擾的三相交流電機高頻模型，由U、V、W三相繞組電路并聯構成；其特征在于，任一相繞組電路均包括：渦流損耗電阻、線圈寄生電感、匝間效應等效電阻、匝間效應等效電感、匝間效應等效電容、以及繞組前端與定子之間的雜散電容、繞組末端與定子之間的雜散電容，其中，所述渦流損耗電阻與線圈寄生電感并聯形成一個并聯網絡、一端與電機繞組端點相連、另一端與電機中性點相連，所述匝間效應等效電阻、匝間效應等效電感與匝間效應等效電容依次串聯形成一個串聯網絡、一端與電機繞組端點相連、另一端接地，所述繞組前端與定子之間的雜散電容接于電機繞組端點與地之間，所述繞組末端與定子之間的雜散電容接于電機中性點與地之間。

進一步的，上述三相交流電機高頻模型的模型參數計算過程為：

步驟1：采用拉普拉斯變換，寫出電機高頻模型的s域的阻抗表達式，并對阻抗表達式進行化簡，得到阻抗表達式的分子和分母的階數；