3、感应电机在电动驱动中的应用与控制

感应电机在电动驱动中的应用与控制

1 引言

感应电机作为一种广泛应用的电动驱动设备，其结构和应用历史悠久，可追溯到100多年前。感应电机构成了从对称三相电力分配系统中获取能量的基本单元。它们在所有工业分支以及市政公用事业管理、农业和服务车间中都有应用。三相感应电机在所有工业分支中占据主导地位，消耗了近70%的电力。感应电机的功率范围广泛，从不到100瓦到高达20兆瓦不等。传统的感应电机应用于不需要控制旋转速度的驱动系统，因为与使用这些控制设备相关的成本和问题较高。然而，随着电力电子开关技术的发展，感应电机的控制变得更加高效和经济，使得其应用范围进一步扩大。

2 感应电机的数学模型

2.1 数学模型的开发

感应电机的数学模型是理解其工作原理和优化控制策略的基础。在简短介绍感应电机驱动的基本结构变体和一般建模问题之后，基于拉格朗日方法开发了数学模型。通过使用正交变换，以经典方式呈现了转换后的模型，并提供了控制这些变换自由参数的选项。这些模型在控制感应电机的动态特性方面起到了重要作用。

2.2 感应电机的自由度

感应电机的自由度数量与其结构密切相关。机械运动有一个自由度，变量θr表示转子位置的角度，而电气自由度则由相绕组形成的电路决定。对于三相定子和转子绕组，电路的自由度数量为se=6。在考虑鼠笼电机时，其绕组自由度数量取决于转子笼条的数量和对称性。

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