在一台執行於穩態帶載狀態的電機現有激勵上疊加額外的弱磁電流後,電機輸出轉矩是否保持不變?

時間 2021-06-02 20:29:14

1樓:Eddy-Seven

按照大佬的假設,不考慮任何不理想的因素,我認為電機輸出電磁轉矩是不變的。

我猜大佬之所以會有跟感應電機不一樣的主觀錯覺,是由於沒理解真正的永磁電機轉矩模型(如下),

Te=faid × iq - faiq × id;

稍微強行解釋一下,q軸電流垂直於d軸磁場,這個會產生力(如上式前半部),d軸電流垂直於q軸磁場,這個也會產生力(如上式後半部,這也是大佬忽略了導致有疑惑的)。而,

faid = faipm + Ld × id,

faiq = Lq × iq,

所以,後面懶得寫了,總之,有疑惑是因為只考慮了q軸電流與d軸磁場相交的力,而忽略了d軸電流與q軸磁場相交的力,改變id大小只會出現兩者此起彼伏,總和是不變。

2樓:

控制方面,贊同樓上的觀點。

本體方面,也不存在理想中的隱極電機。即使是表貼式永磁電機,疊加額外的弱磁電流後,也會改變電機飽和程度,影響直軸和交軸鐵磁材料的磁導率,導致磁鏈變化以及dq軸電感不同,進而產生磁阻轉矩。

因此表貼式永磁電機單位電流最大扭矩點執行時往往也是有一定內功率因數角Id不等於0的,真實電機試驗也能測出來。可以找個電機模型凍結磁導率有限元算一下,結果很明顯。

至於為什麼和感應電機在感官上有明顯區別,個人認為是單邊勵磁和雙邊勵磁電機的區別。

3樓:七葉樹

不知道題主這個問題的背景是什麼。既然不考慮凸極性,那就看錶貼永磁同步(SMPM),以及非同步電機(IM). 從向量控制的角度看,兩個電機都可以看成交軸(q-axis)電流提供轉矩,直軸(d-axis)電流提供磁場。

當然永磁電機的d軸上已經有永磁體的磁場。

對於SMPM:

疊加額外弱磁電流意味著, 於是減小,轉矩減小,負載不變的話,電機減速。

根據電壓穩態公式: ,假設r很小可忽略。

電機減速, 降低, 不變, 增大,磁鏈增大了,其實電流也會有所增大。於是在乙個更低的速度上電機再次產生了乙個足夠抵消負載的轉矩,於是在較低的速度上再一次平衡了。

感應電機情況類似。

如有不對請指出。

4樓:李雅普諾夫不穩定

題幹來看控制目標應該是指速度的穩態吧,即帶載恆速。那麼在疊加弱磁電流的情況下,不考慮負載為滿載的非理想情況,疊加瞬間由於d軸電流給定的變化會導致轉矩有變化的趨勢,因為永磁非凸的轉矩可以看做正比於q軸電流與d軸磁鏈的積,所以q軸還沒有反應過來(控制系統控對電機的控制不是瞬間完成的,即控制頻寬不是無限大,逆變器的作用也會導致滯後,以及電機本身可以看做電感元件,對電流的作用同樣有滯後),這時候轉矩會發生變化,但是由於控制目標是恆速,所以在較短的時間內會逐漸恢復到原轉矩。也就是速度必然發生波動,但是當控制器頻寬,逆變器頻率,感測器精度與滯後盡可能理想時這種波動會表現得盡可能小,導致波形改變不明顯,但波動是必然存在的,只是幅值大小問題與恢復時間問題。

(另外在補充下即便弱磁電流是自己給定已知可以通過前饋等方式盡可能縮小弱磁對恆轉矩的影響,但還是那句話,頻寬不是無限大必然帶來滯後,這不是理想與不理想的問題,而是現實中就不可能存在連續控制域的問題)。所以綜上,我個人意見是必然產生轉矩波動,僅代表個人觀點。

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