变换表达式为:
?U?u2?u2?s?s?s?u?s ??u?arctanu?s?附录A 电磁转矩与磁通和转子电源的关系
以转子电流I2与气隙中旋转磁场的基波磁通相互作用来分析电磁转矩。 以笼型转子为例,以空间电弧度a为自变量,气隙旋转磁场的磁通密度基波为
Ba,各转子导条中的感应电动势分布波为e2a,电流分布波为i2a,?2是转子电流i2a在时间上滞后转子感应电动势e2a的相位差,见下图所示:
则:
Ba?Bmsinai2a?2I2sin(a??2)
注:此处B为导条处的磁通密度,则E可按照Blv的方式计算,从而可得到如上的式子
于是,位于空间a处的一根导条所受的电磁力为:
fa?Bai2al?2BmI2sinasin(a??2)
电磁转矩为:
Ta?faD1?BmI2Dsinasin(a??2) 22式中, l ——转子导条的有效长度
D——导条中心所在圆周的直径,近似地看作转子直径
当转子槽数为z2时,空间da电弧度内有(z2/2?p)da根导体,于是整个转子的电
磁转矩为:
Tem?2p?Ta0?z2zpBmDlda?2I2cos?2 2?p22p考虑到
BmDl??m为气隙基波磁场的每极磁通量,故得笼型转子感应电机的电p磁转矩为:
Tem?z2p22?mI2cos?2
对绕线型转子,用转子上的有效导体数2N2KN2m2代替上式中的z2,便得绕线
型转子感应电机的电磁转矩为:
Tem?m2N2KN2p2?mI2cos?2
于是,感应电机的电磁转矩与磁通和转子电流的关系为:
Tem?CT?mI2cos?2
式中,I2cos?2是转子相电流的有功分量;CT为转矩常数,对已制成的电机位
定值。
上式表明,电磁转矩与气隙磁通和转子电流的有功分量乘积成正比。
附录B 3S/2S坐标变换
功率不变时坐标变换阵的性质:设在某坐标系下各绕组的电压和电流向量分别为u和i,在行新的坐标系下,电压和电流向量变成u?和i?,其中
?u??u1???i??i1???u???u1????i???i1u2…un?i2…in?TT?…un??u2?…in??i2TT
(B.1)
定义新向量与原向量的坐标变换关系为
u?Cuu? (B.2)
i?Cii?
(B.3)
其中Cu和Ci分别为电压和电流变换阵。 当变换前后功率不变时,应有
p?u1i1?u2i2?…?unin?iTu?i1??u2?i2??…?u?????u1nin?iuT
(B.4)
将式(B.2)、式(B.3)带入(B.4),则
iTu??Cii??Cuu??i?TCiTCuu??i?Tu?
TCiTCu?E
(B.5)
(B.6)
其中E为单位矩阵。式(B.6)就是在功率不变条件下坐标变换阵的关系。 在一般情况下,为了使变换阵简单好记,电压和电流变换阵都取为同一矩阵,即令
Cu?Ci?C
(B.7)
则式(B.6)变成
CTC?E 或
CT?C?1
(B.8)
(B.9)
由此可得如下结论:当电压和电流选取相同的变换阵时,在变换前后功率不变的条件下,变换阵的转臵与其逆矩阵相等,这样的坐标变换属于正交变换。
附录C dq轴的电磁转矩计算
按本章5.3的描述,电磁转矩描述如下:
Te?Lm?iqsidr?idsiqr?
???sin(?)i?s?cos(?)i?s??cos(???)i?r?sin(???)i?r????=Lm???cos(?)i?sin(?)i???sin(???)i?cos(???)i??
?s?s?r?r?????sin(?)cos(???)?cos(?)sin(???)?i?si?r???????sin(?)sin(???)?cos(?)cos(???)?i?si?r??=Lm??
??cos(?)cos(???)?sin(?)sin(???)ii??s?r????cos(?)sin(???)?sin(?)cos(???)?ii??s?r??=Lm??sin(?)i?si?r?cos(?)i?si?r?cos(?)i?si?r?sin(?)i?si?r?
按第三章《机电能量转换》多边励磁磁场系统下的电磁转矩的描述:
Te?1?T?LrsT?Lsrii?irss2?????rr??ir? ?
?1?1????=?Lsr??i?siar?i?si?r?sin???i?si?r?sin???????i?si?r?sin??????
2?2?????=?Lsr?i?siar?i?si?r?sin??Lsr?i?si?r?cos??Lsr?i?si?r?cos?
按照两种方法计算所得的电磁转矩是一致的。其中:
?为定子d轴与?轴的角度;???为转子d轴和转子?轴的角度;转子的?轴是随着转子一起旋转的。