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本節介紹異步電機在參考坐標系下以任意轉速k旋轉的數學模型。優點是可以用統一的表達式來表示異步電機在基于不同磁場方向的靜止坐標系和同步旋轉坐標系下的數學模型。由于異步電機的實際數學模型是一個具有高階非線性、變量相互耦合的復雜系統,為了研究的方便,往往會忽略非理想因素,即異步電機很容易在高轉速下運行。轉速超過15,000 rpm,并且具有較寬的恒功率范圍。
例如,特斯拉Model 3采用的牽引電機轉速為17900r/min,中國新能源汽車技術路線圖2.0計劃到2035年實現電機轉速25000r/min。交流電機的定子繞組為交流繞組,統一了正負周期變化的交變電流,使主極磁場的大小和方向發生周期性變化;如果圍繞轉子的定子產生的主機磁場有規律地呈現這種周期性變化(利用三相電和矢量疊加),則在宏觀上形成旋轉磁場(如下圖所示)。
如果轉子也是磁鐵(永磁同步電機),或者是通恒定直流電形成的電磁鐵(普通同步電機)。通過提高運行速度,可以降低電機的扭矩要求,從而減小電機的尺寸和重量,并且其功率密度隨著速度而增加。電機的轉速必須低于磁場的同步轉速,因為只有這樣,轉子導體才能感應出電勢,從而產生轉子電流和電磁扭矩。從上式可以看出,異步電機在三相坐標系下的數學模型極其復雜,在實際中應用起來比較困難。
轉子的載流體(有功分量電流)在磁場的作用下受到電磁力的作用,形成電磁扭矩,驅動電機旋轉,將電能轉化為機械能(電磁力)。兩者的相同點和不同點是,一般磁場定向是基于轉子磁場定向(可以獲得直線的機械特性曲線。相比之下,定子或氣隙磁場定向不具有與此類似的特性)直流電機),而直接轉矩控制的關鍵是第一步是重構定子磁鏈。關鍵是利用電壓(大約)是磁鏈導數的特性。
在靜止坐標系中,異步電機穩態時正弦穩態的等效電路如圖2-2所示。其更一般的形式如圖2-2 所示,其中a 可以是任何實常數,s 是轉速。差異率。當轉子轉速接近同步轉速時,感應電流逐漸減小,產生的電磁轉矩也相應減小。異步電機的缺點是控制電路復雜,效率和功率密度與PMSM相比較低,導致其全球市場份額越來越低。
三相異步電動機主要作為電動機驅動各種生產機械,如風機、水泵、壓縮機、機床、輕工礦山機械、農業生產中的脫粒機、破碎機、農副產品加工機械等。 等待。異步電機的優點是結構簡單堅固、成本低、可靠性高、轉矩脈動小、噪聲低、免維護。 A相先通電,A相交流電壓波形擺動三分之一周期后,B相通電,B相電壓又擺動三分之一周期后,C相通電。
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