[發(fā)明專利]一種采用星-五角星接法五相電機電樞磁動勢計算方法

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• 申請日: 2022-03-22
• 公開（公告）號: CN114465552A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏云彥;陳志成;邵遠亮;連如博
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號: H02P29/50
• 分類號: H02P29/50;H02P25/18;H02P25/22
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本發(fā)明公開一種采用星?五角星接法五相電機電樞磁動勢計算方法，涉及單層繞組和雙層繞組五相電機電樞磁動勢計算領(lǐng)域，包括：將單相電樞繞組分成星形部分繞組和五角星部分繞組，計算步驟包括：星形部分繞組磁動勢計算、五角星部分繞組磁動勢計算、合成磁動勢計算。本方法能準(zhǔn)確計算出采用星?五角星接法的五相感應(yīng)電機的電樞磁動勢。進一步分析星?五角星繞組相比單一星形繞組和五角星繞組在電樞磁動勢方面消除了那些高次諧波磁動勢。進一步對電機損耗、震動等特性進行分析。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及單層繞組和雙層繞組五相電機領(lǐng)域，特別是一種采用星-五角星接法五相電機的電樞磁動勢計算方法。

背景技術(shù)

隨著電機技術(shù)的快速發(fā)展，對電機穩(wěn)定性的要求越來越高，尤其是軍事裝備的驅(qū)動裝置，多相電機得到了快速的發(fā)展,多相電機具備可靠性高，結(jié)構(gòu)簡單，易于維修等優(yōu)勢，如今成為大容量電機的首選,與傳統(tǒng)三相異步電機相比，五相電機具備更多優(yōu)點，尤其是在容錯方面，五相電機具備更多的電機相數(shù)，五相電機具有更多的相數(shù)冗余，控制性能得到進一步提升,當(dāng)某相發(fā)生故障時，五相電機可以通過控制電路調(diào)解，電機依舊可以負載運行,五相電機比三相電機相數(shù)多，繞組相數(shù)的增加可以減小繞組的相間過渡，因此五相電機諧波減少，幅值減小,電機的鐵耗得到降低，電機的電磁轉(zhuǎn)矩得到改善，降低了電機的噪聲和震動，具有良好的環(huán)保價值。采用星-五角星繞組接法相比單一星形繞組接法和五角星繞組接法消除了9次、11次諧波，通過星-五角星繞組接法電樞磁動勢計算可以得到驗證。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種采用星-五角星接法五相電機電樞磁動勢計算方法，本發(fā)明通過改變電樞繞組的連接方式，對采用給定匝數(shù)比、相差機械角度的定子繞組五相電機，可以消除電樞磁動勢中低次諧波，進而降低鐵心損耗，提高電機使用效率。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：。

一種采用星-五角星接法五相電機電樞磁動勢計算方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1、對采用星-五角星接法的五相電機，將每相電樞繞組分成星形部分繞組和五角星部分繞組；

步驟2、取單相繞組電樞繞組總匝數(shù)為N_s＝N_star+N_pentacle，其中N_star、N_pentacle分別為星形部分繞組匝數(shù)和五角星部分繞組匝數(shù)；

步驟3、為保證星形部分繞組和五角星部分繞組產(chǎn)生大小相同的磁動勢，依據(jù)等安匝定律可知，兩種繞組電壓、電流、匝數(shù)關(guān)系為：

式中，M為調(diào)制比；w_s為角速度；V_DC為每相線電壓。

步驟4、由于電流波形非正弦，分別對每相繞組電流進行傅里葉分解，星形繞組每相電流為：

步驟5、結(jié)合星-五角星接法中電樞繞組電流的相位、幅值關(guān)系，得到五相電機星形部分繞組磁動勢為：

五角星部分繞組電樞磁動勢為：

式中ν為空間諧波次數(shù)，μ為時間諧波次數(shù)，θ_α為五角星繞組和星形繞組在空間排列上相差的機械角度，F(xiàn)_μν為磁動勢幅值，w為電流頻率，t為時間。

步驟6、星形部分繞組和五角星部分繞組磁動勢和為：

本發(fā)明有益效果：通過改變繞組連接方式，可以抑制電樞磁動勢中的低次諧波，降低電機損耗，提高電機效率，增加電機使用安全性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明星-五角星繞組連接圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細說明：