双转子异步电机特性分析及矢量控制系统研究

【摘要】近年来,能源问题已经开始受到世界各国的广泛关注,节能减排、提高能源利用率势在必行。而交流异步电机由于其结构简单、制造方便、价格低廉、运行可靠等一系列优点,在工农业生产机械中被广泛的运用。正因如此,交流异步电机消耗了大量的电能,世界各国均采取必要的措施来提高交流异步电机系统的运行效率。基于此目的本文分别从两个方面进行研究,首先对交流异步电机本体进行改进优化,采用了一种双转子异步电机；其次基于当下应用广泛的空间电压矢量控制技术对整个交流控制系统进行了研究。本文着重研究以下两方面的内容：(1)在普通异步电机的结构基础上,加入一个永磁内转子形成了双转子异步电机。文章着重介绍了双转子异步电机的基本结构和工作原理,并详细分析了等效电路和转矩平衡关系、功率平衡关系,得出了双转子异步电机相较于普通异步电机能够提高运行效率的理论观点。为了证实这一观点,文章利用有限元分析软件ANSYS对双转子异步电机和普通异步电机分别进行了电磁场分析,得到了两种电机的磁力线分布和气隙磁感应强度。通过比较分析结果,证实了理论观点,双转子异步电机电磁场耦合度和气隙磁感应强度更大,有效的改善了电机的功率因数。(2)文章详细介绍了交流异步电机矢量控制的基本原理。建立了异步电机在二相静止坐标系和同步旋转坐标系下的数学模型,在数学模型的基础上论证了矢量控制的控制策略：矢量控制技术把交流调速系统直流化,大大简化了异步电机的控制问题。并介绍了SVPWM脉宽调制技术,论述了其理论依据和实现算法。最后建立了基于转子直接磁场定向和基于SVPWM脉宽体制技术的矢量控制系统。为了体现矢量控制理论在交流控制系统中的优越性,文章利用仿真软件SIMULINK基于矢量控制原理建立了整个交流控制系统的仿真模型,结合实际参数进行了动态仿真。仿真结果证实了理论观点,应用空间电压矢量控制技术使交流电机获得了直流电机的调速性能,交流控制系统具有较好的动、静态特性,系统提高了电压的利用率,具有良好的应用前景。
【作者】包达飞；
【导师】陈光明；
【作者基本信息】南京农业大学，机械工程，2013，硕士
【关键词】交流异步电机；双转子异步电机；电磁场分析；矢量控制；SVPWM技术；动态仿真；

【参考文献】
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