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资料获取:电机控制资料获取

d、q轴导入

具体可看

http://dengfoc.com/#/dengfoc/%E7%81%AF%E5%93%A5%E6%89%8B%E6%8A%8A%E6%89%8B%E6%95%99%E4%BD%A0%E5%86%99FOC%E7%AE%97%E6%B3%95/3.3%E5%B8%95%E5%85%8B%E5%8F%98%E6%8D%A2

电压等效模型

先看右上角

外部(逆变器)给的电压视为$v_s$;电机内部的电阻统合为一个电阻$R$;线圈的自感统合为一个电感$L$;电磁感应产生的反电动势视为$e_s$。

这么一来这个电路就可以用左上角的表达式来描述了。

我们前面提到过电机还有铁损,即在电场交变过程中铁芯发热等原因带来的能量损耗。这一部分我们没法再上面的电路中找到对应的部分(不过我们可以找到电阻损耗,即铜损)。

我们可以这样并联一个电阻,将这个电阻产生的损耗看成铁损。

从这个图我们可以看出来,我们再控制中主要关心的几个参数有:

绕组的电阻$R$;

绕组的电感$L_d$、$L_q$;

极对数$P_N$;

磁链(磁通量)$\phi_m$、反电动势常数$k_e$

再看右边中间的部分

这一部分在求电路中的电流。

$T_s$是电流采样周期,即单片机PWM波的周期;$i_s(n+1)$表示这一次的电流大小,$s(n)$表示上一次的电流大小。

最后看右边下面部分

这一部分是求转子机械速度。

E为电机感应电动势。

电机结构简化

空气的磁导率大概是1,而铁芯(绿色部分)的磁导率大概在103这一数量级。当铁芯与永磁体因为旋转稍稍错开一定角度时,一部分本应穿过铁芯的磁场现在只能在空气中穿过。

当永磁体的磁极与定子铁心的齿对齐时,气隙磁阻最小,磁势能也最小。此时系统处于相对稳定状态。

当永磁体的磁极与定子铁心的槽对齐时,气隙磁阻最大,磁势能最大。此时系统处于相对不稳定状态。

磁势能的变化会驱动转子向磁阻最小的位置移动,从而产生磁阻转矩。这种转矩是系统试图降低磁势能的一种表现,类似于弹簧系统的弹性势能变化驱动机械运动。

在我的理解中,这有点像铁芯被磁体吸引,就像日常生活中铁制品会被磁铁吸引一样。

但AI告诉我不是这样:

  • 能量转换
  • 在永磁同步电机中,磁阻转矩涉及机械能的转换(转子旋转时磁阻变化导致转矩产生)。
  • 而“铁被磁铁吸引”是磁势能转化为机械能,通常不涉及持续的能量转换。
  • 系统组成
  • 永磁同步电机是一个复杂的电磁系统,包含定子绕组、永磁体、铁心等部件,其转矩产生涉及多个物理效应。
  • “铁被磁铁吸引”是一个简单的磁体力学现象,主要涉及磁铁和铁块之间的相互作用。
  • 作用方式
  • 永磁同步电机中的磁阻转矩是由于磁阻变化引起的,需要转子旋转才能产生。
  • “铁被磁铁吸引”是静态作用,不需要相对运动即可产生力。

但AI又说将铁制品远离磁铁的过程中铁的磁势能会变大,这不就是磁阻转矩产生的原因吗?所以我也疑惑了。

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