16、感应电机暂态与控制原理解读

感应电机暂态与控制原理解读

1. 感应电机的暂态现象

感应电机在多种情况下会经历暂态过程。当连接（或“动态”重新连接）到电网时，在各种电网故障、负载转矩扰动或电压骤降之后，或者在PWM转换器供电的情况下，感应电机的电压、电流幅值和频率以及转速都会随时间变化。

暂态分析常用的模型有相变量模型和dq0模型。相变量模型中，定子/转子电路的互感随转子位置变化，它是适用于感应电机暂态分析的最通用电路模型，但数值求解时需要大量的CPU时间。对于三相对称的定子和转子绕组以及均匀气隙（转子偏心为零）的情况，相变量感应电机模型可以简单地转换为dq0模型，转换时相电阻和漏电感保持不变，磁化电感$L_m$为循环电感（$L_m = 1.5L_{11m}$）。

零序列定子和转子电流方程仅与定子（或转子）电阻和漏电感有关，它们不产生转矩，但会产生额外的损耗。对于星形连接，零序列电流为零。对于6相感应电机，则需要两个dq0模型。

2. 模型中的特殊效应处理

• 磁饱和 ：可以通过$L_m (I_m) = Ψ_m/I_m$和$L_{mt} = dΨ_m/dI_m$作为合成（磁化）电流$I_m$的函数，将磁饱和简单地引入dq模型中。
• 转子滑差频率（集肤）效应 ：可以通过在dq0模型中并联额外的（虚拟）转子笼恒定参数电路来引入。同时，也可以在dq模型中引入铁损绕组。

3. 空间相量模型的稳态特性

在一般坐标$\omega_b$下，空间相量模型的稳态意味着所有变量的频率为$\omega_1 - \omega_