955 Soldering Flux SDS-Chinese (Simplified)

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同步电机数学模型地建立和仿真

同步电机数学模型的建立和仿真 :包邻淋 专业:控制工程 学号:1402094

摘要 (3) 1同步电机数学模型的建立 (4) 1.1模型的导出思路 (4) 1.2变量置换用的表达式 (5) 1.4电机实用模型 (6) 1.5电机实用模型的状态空间表达式 (8) 1.6电机模型参数的确定 (10) 2 同步电机数学模型的仿真 (13) 2.1同步发电机仿真模型 (13) 2.2不同阶次模型的仿真分析 (14) 参考文献 (17)

摘要 一般发电机存在临诸多问题,建立精确地描述同步发电机的数学模型是十分必要的[1]。电力系统数字仿真因具有不受原型系统规模和结构复杂性限制,能保证被研究系统的安全性,且具有良好的经济性、方便性等优点。 常用的同步发电机数学模型由同步发电机电路方程及转子运动方程两部分组成。同步发电机电路方程又分为基本方程和导出模型两类[4]。对于不同的假设条件,同步发电机模型可作不同程度的简化,因此同步发电机的导出模型也有不同的形式。同一假设条件下,不同的同步发电机数学模型,其主要区别在于电机的转子绕组数,有d,q,f,D,Q5个绕组的电压方程和磁链方程,外加2个转子运动方程,则称之为转子7阶模型[5]。如果转子绕组数减少,则发电机方程组的阶数也相应减少。 本文通过MATLAB/simulink进行仿真计算,比较采用不同的同步发电机模型时,对系统的稳定性分析的影响。在此基础上提出在不同情况下进行电力系统仿真计算选取同步发电机数学模型的方法。

1同步电机数学模型的建立 1.1模型的导出思路 由于定转子间的相对运动,基于空间静止不动的三相坐标系所建立的原始方程,磁链方程式中会出现变系数,这对方程组的求解和模型的建立造成了很大的困难。现在通用的方法是对原始方程做d q变换(又称为派克变换),将原方程从a b c三相静止不动坐标系变为与转子相对静止的d q坐标系。 基本方程中有d,q,f,D,Q5个绕组的电压方程和磁链方程,外加2个转子运动方程,若设,则原方程为5阶,若转子运动方程为,;所含变量为,。。在化为实用模型时 和保留,用取代,再用5个磁链方程消去3个转子电流,以及2个定子磁链,而 则用实用变量代替。 经过上述思路导出的实用模型,除了以及引入的等效实用变量之外方程中系数都是同步电机技术参数中的电抗和时间

(各电机设计软件对比)电磁场软件对比优势

Infolytica软件与同类软件的区别 Infolytica与Ansys、Ansoft、Flux软件对比如下:

●这里主要介绍下Infolytica与Ansoft、Flux对比中的优势: ?建模方面:Infolytica应用于任何二维、三维结构建模,可导入、导出其他格 式,如SA T、Pro/E、Catia、STEP、IGES、Investor等,模型识别能力较强。 Ansoft Maxwell、Flux模型识别能力方面不好,导出的cad模型dxf图纸不能直接标注。 ?剖分功能:Infolytica具有网格自适应剖分功能和求解阶次自适应功能,具备 市场唯一的二维1~4阶和三维1~3阶求解能力,可以在保证精度的情况下,快速求解2D/3D问题。而Ansoft网格剖分技术只适合于低端或二维领域,也只有在二维领域才能跟Infolytica相提并论,在处理三维大型复杂问题时则明显不足。 ?3D电磁分析中:速度和精度上Infolytica软件高于Ansoft和Flux软件。 ?二次开发方面:Infolytica具有丰富的脚本和操作过程详细而简洁的函数记 录,非常方便使用者二次开发。而Ansoft、Flux 操作记录非常复杂, 给二次开发带来困难。Ansoft通过宏来实现,对用户的编程能力要求太高。 ?不同之处:Infolytica具有市场上唯一支持六自由度和多运动部件瞬态运动求 解器,而Ansoft、Flux不具备这两种功能。 ?多参数和多目标优化:Infolytica强大的参数化功能,结合优化模块OptiNet 可以进行多参数和多目标的优化,Flux这个功能较好,Ansoft有这个功能,但没有温度功能,更不能对磁热耦合结果进行优化。 ?全球5大领先优势:磁场MagNet和电场ElecNet的耦合,应用粒子加速、 CRT电子轨迹和电弧研究;磁场MagNet和温度场ThermNet双向耦合分析; 电场ElecNet和温度场ThermNet双向耦合分析;优化模块OptiNet可以优化磁场MagNet 和温度场ThermNet耦合结果、电场ElecNet和温度场ThermNet 耦合结果;电磁场的六自由度、多运动体的独家分析能力。

对转式永磁无刷直流电机的建模与仿真_李延升

第44卷 2011年 第4期 4月 M ICR OM OTOR S V ol 44.N o 4 A pr 2011 收稿日期:2010-04-07 基金项目:西北工业大学研究生创业种子基金项目 作者简介:李延升(1983),男,博士研究生,研究方向为电机与电器。E-m a i:l liyanchao mm@yahoo .co https://www.360docs.net/doc/0716436342.html, 窦满峰(1967),男,教授,博导,研究方向为电机与电器。 对转式永磁无刷直流电机的建模与仿真 李延升,窦满峰,雷金莉 (西北工业大学,西安 710072) 摘 要:该文根据对转式与普通永磁无刷直流电机区别,建立了对转永磁无刷直流电机的数学模型,采用M atlab /S i m u li nk 仿真软件建立了电机的仿真模型,并对电机带螺旋桨负载进行仿真分析。仿真结果表明:仿真波形与理论分析基本一致,验证该模型的有效性,为对转式永磁无刷直流电机的控制算法研究提供了工具。关键词:对转式;无刷直流电机;建模;仿真 中图分类号:TM 36+1 文献标志码:A 文章编号:1001-6848(2011)04-0019-04 M odeli ng and Si m ul ati on of the Contra -rotati ng BLDC M otor Control Syste m LI Yansheng ,DOU M anfeng ,LE I Jinli (N ort h w estern P oly technical University ,X i an 710072,China ) Abst ract :Contra -rotati n g per m anentm agnet br ush less DC m otor uses per m anentm agnet as the ou ter rotor , the ar m ature w inding as the i n ner rotor ,both inner and outer rotor i n teracts on the reverse ro tation by m eans of t h e m agne tic force .Based on the ana l y sis of the m athe m atica lm odel o f contra -rotating BLCDM,the mode l of BLDC M w as estab lished by the m odu lar design in M atlab /S i m ulink ,and the si m ulati o n experi m ent w as acco m p li s hed w ith a pr ope ller loads .The si m ulati o n resu lts are consistentw ith t h e theory analysis ,and the m ethod is va li d .The para m eter of th ism ethod is suitable for verif y ing the reasonability o f other contr o l algo -rit h m s and provides a ne w w ay fo r further research o f the con tra -rotati n g BLDC M.K ey w ords :contra -rotati n g ;BLCDM;m odeli n g ;si m u lati o n 0 引 言 对转式无刷直流电机直接驱动对转螺旋桨,在水下航行器中广泛应用 [1] 。它与普通永磁无刷直流 电机比较,除永磁体部分可以旋转,电枢部分也相对静止部分旋转,即电磁转矩驱动两个转子朝相反的方向旋转。以电枢部分为参照系来观察永磁体部分的旋转行为,可以发现对转式永磁无刷直流电机与普通的永磁无刷直流电动机的电流方程、电压平衡方程一致,数学模型中仅仅多了一个运动方程 [2] 。 根据这一思路,本文根据对转永磁无刷直流电机的数学模型,在S i m u li n k 软件中建立仿真模型,并对其进行仿真分析。 1 对转式BLDC M 数学模型 无刷直流电机的基本物理量有电磁转矩、电枢电流、反电动势和转速等 [3] ,这些物理量的计算与 电机的气隙磁场分布、绕组形式有十分密切的关系。 对于稀土永磁无刷直流电动机,其气隙磁场波形可以为方波也可以为正弦波或梯形波,这与选用电机的磁路结构和永磁体的形状有关。本文研究的对转式永磁无刷直流电机,其气隙磁场波形为方波,绕组中感应电动势为梯形波,采用方波电流驱动。在分析和仿真控制系统时,可直接利用电机原有的相变量来建立数学模型,既方便,又能获得准确结果。 假定永磁无刷直流电机工作在二相导通星形三相六状态下,工作过程中磁路不饱和,不计涡流和磁滞损耗,三相绕组完全对称,那么三相绕组的电压平衡方程式为:U a U b U c =R 000R 000R i a i b i c +L -M 000L -M 00 L -M d i a d t d i b d t d i c d t +e a e b e c (1)

基于proteus的步进电机电机仿真

基于proteus的步进电机电机仿真 摘要:步进电机广泛应用在生产实践的各个领域。它最大的应用是在数控机床的制造中,因为步进电机不需要A/D转换,能够直接将数字脉冲信号转化成为角位移,所以被认为是理想的数控机床的执行元件。本设计利用proteus仿真软件进行电路仿真,系统通过设置四个按键分别控制不进电机的起止、圈数、方向、不进速度,使用1602液晶显示以上参数。整个系统具有稳定性好,实用性强,操作界面友好等优点。 关键词:proteus 仿真不进电机拍数 一、Proteus简介 Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上,可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路,该软件的特点是: ①实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能;有各种虚拟仪器,如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。 ②支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有:68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。 ③提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能,同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态,因此在该软件仿真系统中,也必须具有这些功能;同时支持第三方的软件编译和调试环境,如Keil C51uVision2等软件。 ④具有强大的原理图绘制功能。总之,该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件,功能极其强大。 二、整体电路分析 如下图,整个设计以STC89C51单片机为中心,由复位电路,时钟电路,电机驱动,步进电机,显示电路等组成,硬件模块如图2-1所示: 图1 硬件模块图

电磁仿真软件flux教程

电磁场仿真软件教程 随着电磁场和微波电路领域数值计算方法的发展,在最近几年出现了大量的电磁场和微波电路仿真软件。在这些软件中,多数软件都属于准3维或称为2.5维电磁仿真软件。例如,Agilent 公司的ADS(Advanced Design System)、AWR公司的Microwave Office、Ansoft公司的Esemble、Serenade和CST公司的CST Design Studio等。目前,真正意义上的三维电磁场仿真软件只有Ansoft公司的HFSS、CST公司的Mafia、CST Microwave Studio、Zeland公司的Fidelity和IMST GmbH公司的EMPIRE。从理论上讲,这些软件都能仿真任意三维结构的电磁性能。其中,HFSS (HFSS是英文高频结构仿真器(High Frequency Structure Simulator)的缩写)是一种最早出现在商业市场的电磁场三维仿真软件。因此,这一软件在全世界有比较大的用户群体。由于HFSS进入中国市场较早,所以目前国内的电磁场仿真方面HFSS的使用者众多,特别是在各大通信技术研究单位、公司、高校非常普及。 德国CST公司的MicroWave Studio(微波工作室)是最近几年该公司在Mafia软件基础上推出的三维高频电磁场仿真软件。它吸收了Mafia软件计算速度快的优点,同时又对软件的人机界面和前、后处理做了根本性的改变。就目前发行的版本而言,CST的MWS的前后处理界面及操作界面比HFSS好。Ansoft也意识到了自己的缺点,在刚刚推出的新版本HFSS (定名为Ansoft HFSS V9.0)中,人机界面及操作都得到了极大的改善。在这方面完全可以和CST媲美。在性能方面,两个软件各有所长。在速度和计算的精度方面CST和ANSOFT 成绩相差不多。值得注意的是,MWS采用的理论基础是FIT(有限积分技术)。与FDTD(时域有限差分法)类似,它是直接从Maxwell方程导出解。因此,MWS可以计算时域解。对于诸如滤波器,耦合器等主要关心带内参数的问题设计就非常适合;而HFSS采用的理论基础是有限元方法(FEM),这是一种微分方程法,其解是频域的。所以,HFSS如果想获得频域的解,它必须通过频域转换到时域。由于,HFSS是用的是微分方法,所以它对复杂结构的计算具有一定的优势。 另外,在高频微波波段的电磁场仿真方面也应当提及另一个软件:ANSYS 。ANSYS是一个基于有限元法(FEM)的多功能软件。该软件可以计算工程力学、材料力学、热力学和电磁场等方面的问题。它也可以用于高频电磁场分析(应用例如:微波辐射和散射分析、电磁兼容、电磁场干扰仿真等)。其功能与HFSS和CST MWS类似。但由于该软件在建模和网格划分过程中需要对该软件的使用规则有详细的了解,因此,对一般的工程技术人员来讲使用该软件有一定困难。对于高频微波波段通信、天线、器件封装、电磁干扰及光电子设计中涉

三相异步电机的建模与仿真

电气与电子信息工程学院 《计算机仿真及应用B》题目 学号: 姓名: 班级: 任课老师:

三相异步电动机的建模与仿真 一.实验题目三相异步电动机的建模与仿真 二.实验原理 三相异步电动机也被称作感应电机,当其定子侧通入电流后,部分磁通将穿过短路环,并在短路环内产生感应电流。短路环内的电流阻碍磁通的变化,致使有短路环部分和没有短路环部分产生的磁通有相位差,从而形成旋转磁场。转子绕组因与磁场间存在着相对运动而产生感应电动势和感应电流,即旋转磁场与转子存在相对转速,并与磁场相互作用产生电磁转矩,使转子转起来,从而实现能量转换。 三相异步电动机具有结构简单,成本较低,制造,使用和维护方便,运行可靠以及质量 较小等优点,从而被广泛应用于家用电器,电动缝纫机,食品加工机以及各种电动工具,小型电机设备中,因此,研究三相异步电动机的建模与仿真。 三.实验步骤 1. 选择模块 首先建立一个新的simulink 模型窗口,然后根据系统的描述选择合适的模块添加至模型窗口中。建立模型所需模块如下: 1) 选择simPowerSystems 模块库的Machines 子模块库下的Asynchronous Machine SI Units 模块作为交流异步电机。 2) 选择simPowerSystems 模块库的Electrical Sources 子模块库下的Three-Phase Programmable Voltage Source 模块作为三相交流电源。 3) 选择simPowerSystems 模块库的Three-Phase Library 子模块库下的Three-Phase Series RLC Load 模块作为串联RLC 负载。 4) 选择simPowerSystems 模块库的Elements 子模块库下的Three-Phase Breaker 模块作为 三相断路器,Ground 模块作为接地。 5) 选择SimPowerSystems 模块库的Measurements 子模块库下的Voltage Measurement 模块 作为电压测量。 6) 选择Sources 模块库下的Constant 模块作为负载输入。 7) 选择Signals Rounting 模块库下的Bus Selector 模块作为直流电动机输出信号选择器。 8) 选择Sinks 模块库下的Scope 模块。 9) 选择SimPowerSystems 模块库的Measurements 子模块库下的Three-phase V-I Measurements 用于创建子系统。 2. 搭建模块将所需模块放置合适位置,再将模块从输入端至输出端进行相连,搭建完的串电阻起 动simulink 模型如图 1 所示

经典-同步电机模型的MATLAB仿真h

安徽工业大学工商学院课程设计(论文)同步电机模型的MATLAB仿真 学生姓名:李春笋 学号:111842161 专业班级:气1142 指导教师:范国伟 2013年12月20日

摘要 采用电力电子变频装置实现电压频率协调控制,改变了同步电机历来的恒速运行不能调速的面貌,使它和异步电机一样成为调速电机大家庭的一员。本文针对同步电机中具有代表性的凸极机,在忽略了一部分对误差影响较小而使算法复杂度大大增加的因素(如谐波磁势等),对其内部电流、电压、磁通、磁链及转矩的相互关系进行了一系列定量分析,建立了简化的基于abc三相变量上的数学模型,并将其进行派克变换,转换成易于计算机控制的d/q坐标下的模型。再使用MATLAB中用于仿真模拟系统的SIMULINK 对系统的各个部分进行封装及连接,系统总体分为电源、abc/dq转换器、电机内部模拟、控制反馈四个主要部分,并为其设计了专用的模块,同时对其中的一系列参数进行了配置。系统启动仿真后,在经历了一开始的振荡后,各输出相对于输出时间的响应较稳定。关键词:同步电机 d/q模型 MATLAB SIMULINK 仿真。 The Simulation Platform of Synchronous Machine by MATLAB Abstract: The utilization of transducer realizes the control of voltage’s frequency. It changes the situation that Synchronous Machine is always running with constant speed. Just like Asynchronous Machine, Synchronous machine can also be viewed as a member of the timing machine. This thesis intends to aim at the typical salient pole machine in Synchronous Machine. Some quantitative analysis are made on relations of salient pole machine among current, voltage, flux, flux linkage and torque, under the condition that some factors such as harmonic electric potential are ignored. These factors have less influence on error but greatly increase complexity of arithmetic. Thus, simplified mathematic model is established on the basis of a, b, c three phase variables. By the Park transformation, this model is transformed to d, q model which, is easy to be controlled by computer. Simulink is used to masking and linking all the parts of the system. The system can be divided into four main parts, namely power system, abc/dq transformation, simulation model of the machine and feedback control. Special blocks are designed for the four parts and a series of parameters in these parts are configured. The results of simulation show that each output has a satisfactory response when there is disturbance. Key Words: Synchronous Machine Simulation d/q Model MATLAB SIMULINK

ANSYS与ansoft电机仿真步骤

A N S O F T建模 1、在ANSOFT软件中建立电机模型 第一步、在ANSOFT绘制电机模型 第二步、选择“Modeler”菜单下的“Export”项会出现下面的窗口 选择保存为“step”格式的文件。这时可以退出ANSOFT软件。 ANSYS仿真 一、稳态温度仿真 第一步创建稳态温度仿真模型 第二步、添加材料及属性,属性主要为“导热系数” 选择“Engineering data”→”Edit” 开始添加材料 第三步、添加完材料后,导入在ANSOFT下创建的电机模型,选择“Geometry”按下面选项选择 选择ANSOFT下保存的“step”格式的电机模型 第四步、导入模型后,给模型添加材料。选择“Model”→”Edit” 进入下面的窗口,按下面的步骤给电机的各个部分选择对应的材料。 第五步、添加完材料后,返回主窗口,更新修改后的工程文件 如果没有问题, 会变为 第六步、添加热载荷 首先添加自由度,在温度场分析中选择为温度,按下面窗口选择。 接下来,编辑温度,并选择应用区域,这儿定义整个模型的初始温度相同。 下面添加热载荷,按下面的窗口选择,这里选择“热生成率”。 编辑添加的热生成率数值,并选择应用区域,这儿选择所有的绕组。 添加完载荷后,更新一下工程文件,通过后,可以选择“Solve”进行求解。 如果求解成功后,左边的窗口会变成右边的窗口。 第七步、查看仿真结果。按下面的窗口选择观察变量。 二、瞬态温度仿真 第一步、建立瞬态温度分析模型 第二步、添加材料及属性,方法与稳态时相同。但材料的属性不同,这里需要添加材料的“密度”、“导热系数“、“比热容”。“Toolbar”窗口如下。 按照各个选项添加数据。 除了添加载荷不同,接下来的步骤与稳态时相同。 设置仿真步数为多步。 按下窗口设置载荷数据,设置为“阶梯数据”。 1 / 1

异步电动机动态数学模型的建模与仿真.docx

目录 1 设计意义及要求 (3) 1.1设计意义 (3) 1.2设计要求 (3) 2 异步电动机动态数学模型 (4) 2. 1 异步电动机动态数学模型的性质 (4) 2. 2 异步电动机的三相数学模型 (5) 2.3坐标变换 (7) 2. 3.1坐标变换的基本思路 (7) 2. 3.2三相 - 两相变换( 3 / 2 变换) (7) 2. 3.3静止两相 - 旋转正交变换( 2 s / 2 r 变换) ...................................... 2.4状态方程 (10) 3 模型建立 (12) 3. 1 ACMo t o r 模块 (12) 3.2坐标变换模块 (13) 3. 2.1 3/ 2 t r a n s f o r m 模块 (13) 3. 2.22s/2rtransform 模块 (13) 3. 2.32r / 2s t r an s f or m 模块 (14) 3. 2.4 2/ 3 t r a n s f o r m 模块 (15) 3. 2.5 3/ 2 r t r a ns f o r m 模块 (16) 3.3仿真原理图 (17) 4 仿真结果及分析 (20) 5 结论 ........................................................ 参考文献..................................................... 摘要 对一个物理对象的数学模型,在不改变控制对象物理特性的前提下采用一定的变换手段,可以获得相对简单的数学描述,以简化对控制对象的控制。对异步电机的数学分析也不例外,在分析异步电机的数学模型时主要用到的是坐标变换。

永磁同步电机的建模与仿真

研究生设计性实验论文 题目永磁同步电机的建模与仿真 专业机械工程课程名称、代码新能源汽车关键技术年级 2 013级姓名 学号 2131170103 时间 2014 年 1 月 任课教师成绩

永磁同步电机的数学建模与仿真 1. 永磁同步电机建模的流程图 2. 坐标变换的基本原理 电机控制中的坐标系有两种,一种是静止坐标系,一种是旋转坐标系。 (1)三相定子坐标系(A, B, C坐标系) 如图2-3所示,三相交流电机绕组轴线分别为A,B,C,彼此之间互差120度空间电角度,构成了一个A-B-C三相坐标系。空间任意一矢量V在三个坐标上的投影代表了该矢量在三个绕组上的分量。 (2)两相定子坐标系(α一β坐标系) 两相对称绕组通以两相对称电流也能产生旋转磁场。对于空间的任意一矢量,数学描述时习惯采用两相直角坐标系来描述,所以定义一个两相静止坐标系,即α一β坐标系,它的α轴和三相定子坐标系的A轴重合,β轴逆时针超前α轴90度空间电角度。由于轴固定在定子A相绕组轴线上,所以α一β坐标系也是静止坐标系。 (3)转子坐标系(d-q坐标系) 转子坐标系d轴位于转子磁链轴线上,q轴逆时针超前d轴90度空间电角度,该坐标系和转子一起在空间上以转子角速度旋转,故为旋转坐标系。对于同步电动机,d轴是转子磁极的轴线。永磁同步电机的空间矢量图如图2-3所示。 图中A、B、C为定子三相静止坐标系,选定α轴方向与电机定子A相绕组轴线一致,α-β为定子两相静止坐标系,转子坐标系d-q与转子同步旋转;θ为转子磁极d轴相对定子A相绕组或a轴的转子空间位置角;δ为定、转子磁链矢量

s ψ 、f ψ间夹角,即电机功角[8 ,9]。 图1静止两相坐标系到旋转两相坐标系变换 图2 坐标变换矢量图 从三相定子坐标系(A,B,C坐标系)变换到静止坐标系(α,β坐标系)的关系式为: ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - - = ? ? ? ? ? ? c b a ? ? ? ? ? β α 2 3 2 1 2 3 2 1 1 3 2 (2-1) 从两相静止坐标系(α,β坐标系)变换到两相旋转坐标系(d,q坐标系)的关系式为: ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - = ? ? ? ? ? ? β α ? ? θ θ θ θ ? ? cos sin sin cos q d(2-2)从两相旋转坐标系(d,q坐标系)变换到两相静止坐标系(α,β坐标系)的关系式为:

Flux永磁电机动态退磁计算

永磁同步电机磁钢退磁计算 磁钢退磁风险及退磁性能评估是永磁电机无法回避的问题,本文针对永磁同步电机,说明采用Altair Flux 进行磁钢退磁分析的过程。 1、退磁率评估 所谓退磁率评估其实是一个电磁场后处理过程,在执行完成瞬态磁场计算后,根据指定的退磁评估点(如90%剩磁Br),由软件提取永磁体中的磁场强度H和磁密B,计算出永磁体内部的新的剩磁Br’,并计算出永磁体剩磁低于指定退磁点剩磁的面积或体积大小,即永磁体中出现退磁现象且低于指定剩磁的占比。而静态退磁评估是指在瞬态磁场计算过程中,永磁体的剩磁始终保持不变,即不考虑永磁体退磁、回复过程及引起的磁场变化和设备电气性能输出的变化(如电机电磁转矩下降)。 2、动态退磁分析 动态退磁指的是在磁场计算过程之中同时考虑永磁体由于退磁及回复过程(recoil)导致的永磁体结构中剩磁的改变,以及在新剩磁数值下的磁场分布。Altair Flux2019.1新增永磁体动态退磁分析功能,即在瞬态磁场计算过程中软件自动计算并更新永磁体退磁后的剩磁材料属性,并用于下一时间步的磁场计算。Flux 中要考虑永磁体动态退磁过程,只需在永磁体材料属性定义界面中勾选中“求解过程中考虑退磁”选项即可,其他分析设置过程与常规瞬态磁场分析设置相同,无需额外的特别设定。Flux软件计算永磁退磁过程中会自动考虑永磁体的回复线,软件内部根据定义的非线性退磁曲线结合Preisach磁滞回线模型进行。 动态退磁分析适用于2D和3D瞬态磁场分析,且在瞬态分析中初始计算设置为从静态计算开始。该退磁过程只考虑由于反向磁场引起的退磁,不考虑由于温度变化引起的热退磁。 以8极48槽三相永磁同步电机2D瞬态磁场分析为例,计算模型以及使用磁钢材料属性如下图所示:

同步电机数学模型地建立和仿真

同步电机数学模型的建立和仿真 姓名:包邻淋 专业:控制工程 学号:1402094

摘要 (3) 1同步电机数学模型的建立 (4) 1.1模型的导出思路 (4) 1.2变量置换用的表达式 (5) 1.4电机实用模型 (6) 1.5电机实用模型的状态空间表达式 (8) 1.6电机模型参数的确定 (10) 2 同步电机数学模型的仿真 (13) 2.1同步发电机仿真模型 (13) 2.2不同阶次模型的仿真分析 (14) 参考文献 (17)

摘要 一般发电机存在临诸多问题,建立精确地描述同步发电机的数学模型是十分必要的[1]。电力系统数字仿真因具有不受原型系统规模和结构复杂性限制,能保证被研究系统的安全性,且具有良好的经济性、方便性等优点。 常用的同步发电机数学模型由同步发电机电路方程及转子运动方程两部分组成。同步发电机电路方程又分为基本方程和导出模型两类[4]。对于不同的假设条件,同步发电机模型可作不同程度的简化,因此同步发电机的导出模型也有不同的形式。同一假设条件下,不同的同步发电机数学模型,其主要区别在于电机的转子绕组数,有d,q,f,D,Q5个绕组的电压方程和磁链方程,外加2个转子运动方程,则称之为转子7阶模型[5]。如果转子绕组数减少,则发电机方程组的阶数也相应减少。 本文通过MATLAB/simulink进行仿真计算,比较采用不同的同步发电机模型时,对系统的稳定性分析的影响。在此基础上提出在不同情况下进行电力系统仿真计算选取同步发电机数学模型的方法。

1同步电机数学模型的建立 1.1模型的导出思路 由于定转子间的相对运动,基于空间静止不动的三相坐标系所建立的原始方程,磁链方程式中会出现变系数,这对方程组的求解和模型的建立造成了很大的困难。现在通用的方法是对原始方程做d q变换(又称为派克变换),将原方程从a b c三相静止不动坐标系变为与转子相对静止的d q坐标系。 基本方程中有d,q,f,D,Q5个绕组的电压方程和磁链方程,外加2个转子运动方程,若设,则原方程为5阶,若转子运动方程为,;所含变量为,。。在化为实用模型时 和保留,用取代,再用5个磁链方程消去3个转子电流,以及2个定子磁链,而 则用实用变量代替。 经过上述思路导出的实用模型,除了以及引入的等效实用变量之外方程中系数都是同步电机技术参数中的电抗和时间

永磁同步电机仿真模型

永磁同步电机的仿真模型 1、永磁同步电机介绍 永磁同步电动机(permanentMagnets synchronousMotor, PMSM>,转子采用永磁材料,定子为短距分布式绕组,采用三相正弦波交流电驱动,且定子感应电动势波形呈正弦波"定子绕组通过控制功率管(如IGBT>的不同开关组合,产生旋转磁场跟踪永磁转子的位置,自动地维持与转子的磁场有900的空间夹角,以产生最大的电机转矩"旋转磁场的转速则严格地由永磁转子的转速所决定,PMSM具有直流电动机的特性,有稳定的起动转矩,可以自行起动,并可类似直流电动机对电机进行闭环控制,多用于伺服系统和高性能的调速系统。 永磁同步电动机按转子形状可以分为两类:凸极式永磁同步电机和隐极式永磁同步电机。它们的区别在于转子磁极所在的位置,凸极式永磁同步电机转子磁极是突起在轴上的,其直轴和交轴电感参数不相等"而隐极式永磁同步电机的转子磁极是内置在轴内的,直轴和交轴电感参数相等"凸极式转子具有明显的磁极,定子和转子之间的气隙是不均匀的,因此其磁路与转子的位置有关。 2、永磁同步电机的控制方法 目前对永磁同步电机的控制技术主要有磁场定向矢量控制技术< field orientation control,FOC)与直接转矩控制技术

FLUX操作流程

FLUX?电机、变压器、传感器有限元仿真软件 上海SoftWave公司 2006年6月

FLUX?操作流程介绍

一般步骤 几何模型(Geometry) 剖分(Mesh) 求解(Solve)后处理(Post2D) FLUX ? 物理模型(Application) 物理属性(Region) 机械属性设置(Mechanical set)参数设置(Parameterize) ★材料(Material) 外部电路(Circuit)统称:前处理

一般步骤 几何模型(Geometry) 剖分(Mesh) 求解(Solve)后处理(Post2D) FLUX ? 物理模型(Application) 物理属性(Region) 机械属性设置(Mechnical set)参数设置(Parameterize) ★材料(Material) 外部电路(Circuit)

一般步骤 几何模型(Geometry) 剖分(Mesh) 求解(Solve)后处理(Post2D) FLUX ? 物理模型(Application) 物理属性(Region) 机械属性设置(Mechnical set)参数设置(Parameterize) ★材料(Material) 外部电路(Circuit)

一般步骤 几何模型(Geometry) 剖分(Mesh) 求解(Solve)后处理(Post2D) FLUX ? 物理模型(Application) 物理属性(Region) 机械属性设置(Mechnical set)参数设置(Parameterize) ★材料(Material) 外部电路(Circuit)

异步电动机动态数学模型的建模与仿真 αβ讲解

目录 1异步电动机动态数学模型的性质 (1) 2异步电动机的三相数学模型 (2) 2.1假设条件与模型 (2) 2.2异步电动机三相动态模型的数学表达式 (2) 3 坐标变换 (5) 3.1坐标变换的基本思路 (5) 3.2 三相-两相变换(3/2变换) (5) 4 αβ坐标系上以ω-i s-ψs 为状态变量的状态方程 (7) 5模块实现 (8) 5.1 3/2 transform 模块 (8) 5.2 2/3 transform 模块 (8) 5.4整体模块 (10) 5.5 仿真参数设置 (11) 6 仿真结果 (12) 总结 (14) 参考文献 (15)

摘要 异步电动机又称感应电动机,是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩,从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电机。异步电动机按照转子结构分为两种形式:有鼠笼式、绕线式异步电动机。它具有非线性、强耦合、多变量的性质,要获得高动态调速性能,必须从动态模型出发,分析异步电动机的转矩和磁链控制规律,研究高性能异步电动机的调速方案。本课程设计是基于Matlab的按定子磁链定向的异步电动机控制仿真,通过模型的搭建,使得异步电动机能够以图形数据的方式进行仿真模拟将要实施的定子磁链设计,查看仿真后的各种波形。而本身异步电动机三相原始动态模型相当复杂,分析和求解这组非线性方程十分困难所以就通过坐标变换的方法予以简化。 关键词:异步电动机Matlab 坐标变换

异步电动机动态数学模型的建模与仿真 1异步电动机动态数学模型的性质 电磁耦合是机电能量转换的必要条件,电流与磁通的乘积产生转矩,转矩与磁通的乘积得到感应电动势,无论是直流电动机,还是交流电动机均如此,但由于交、直流电动机结构和工作原理的不同,其表达式差异很大。 他励式直流电动机的励磁绕组和电枢绕组相互独立,励磁电流和电枢电流单独可控,若忽略对励磁的电枢反应或通过补偿绕组抵消之,则励磁和电枢绕组各自产生的磁动势在空间相差π/2,无交叉耦合。气隙磁通由励磁绕组单独产生,而电磁转矩正比于磁通与电枢电流的乘积。不考虑弱磁调速时,可以在电枢合上电源以前建立磁通,并保持励磁电流恒定,这样就可认为磁通不参与系统的动态过程。因此,可以只通过电枢电流来控制电磁转矩。 在上述假定条件下,直流电动机的动态数学模型只有一个输入变量——电枢电压,和一个输出变量——转速,可以用单变量的线性系统来描述,完全可以应用线性控制理论和工程设计方法进行分析和设计。而交流电动机的数学模型则不同,不能简单地采用同样的方法来分析和设计交流调速系统,这是由于以下几个原因: (1)异步电动机变压变频调速时需要进行电压和频率的协调控制,有电压和频率两种独立的输入变量。在输出变量中,除转速外,磁通也是一个输出变量,这是由于异步电动机输入为三相电源,磁通的建立和转速变化是同时进行的,为了获得良好的动态性能,也需要对磁通施加控制。因此,异步电动机是一个多变量系统。 (2)直流电动机在基速以下运行时,容易保持磁通恒定,可以视为常数。异步电动机无法单独对磁通进行控制,电流乘磁通产生转矩,转速乘磁通产生感应电动势,在数学模型中含有两个变量的乘积项。因此,即使不考虑磁路饱和等因素,数学模型也是非线性的。 (3)三相异步电动机定子三相绕组在空间互差2π/3,转子也可等效为空间互差2π/3的三相绕组,各绕组间存在交叉耦合,每个绕组都有自己的电磁惯性,再考虑运动系统的机电惯性,转速和转角的积分关系等,动态模型是一个高阶系统。 综上所述,异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。

异步电动机动态数学模型的建模与仿真

概述 (1) 1课程设计任务与要求 (2) 2异步电动机动态数学模型 (3) 2.1三相异步电动机的多变量非线性数学模型 (4) 2.2 坐标变换 (6) 2.2.1坐标变换的基本思路 (6) 2.2.2三相-两相变换(3/2变换) (6) 2.2.3 静止两相-旋转正交变换(2s/2r变换) (8) 2.3状态方程 (9) 3模型实现 (11) 3.1AC Motor模块 (11) 3.2坐标变换模块 (12) 3.3仿真原理图 (15) 4仿真结果及分析 (17) 5结论 (20) 参考文献 (21)

异步电动机又称感应电动机,是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩,从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电机。异步电动机按照转子结构分为两种形式:有鼠笼式、绕线式异步电动机。 异步电动机的转子绕组不需与其他电源相连,其定子电流直接取自交流电力系统;与其他电机相比,异步电动机的结构简单,制造、使用、维护方便,运行可靠性高。但它的转速与其旋转磁场的同步转速有固定的转差率,因而调速性能较差,在要求有较宽广的平滑调速范围的使用场合(如传动轧机、卷扬机、大型机床等),不如直流电动机经济、方便。因此,在需要高动态性能的调速系统或伺服系统,异步电动机就不能完全适应了。要实现高动态性能的系统,必须首先认真研究异步电机的动态数学模型。 系统建模与仿真一直是各领域研究、分析和设计各种复杂系统的有力工具。建模可以超越理想的去模拟复杂的现实物理系统;而仿真则可以对照比较各种控制策略和方案,优化并确定系统参数。长期以来,仿真领域的研究重点是放在仿真模型建立这一环节上,即在系统模型建立以后,设计一种算法,以使系统模型为计算机所接受,然后再将其编制成计算机程序,并在计算机上运行。显然,为达到理想的目的,在这一过程中编制与修改仿真程序十分耗费时间和精力,这也大大阻碍了仿真技术的发展和应用。 近年来逐渐被大家认识的Matlab软件则很好的解决了系统建模和仿真的问题。异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。本次设计就是借助于Matlab软件的Simulink组件来建立异步电动机的动态数学模型,再按照定子磁链定向的方法来仿真分析异步电动机的运行特性。

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