基于气隙磁场的异步电机“全矢量”分析法

王君艳

(1. 上海交通大学 电力传输与功率变换控制教育部重点实验室，2. 上海交通大学 电气工程系， 上海 200240)

0 引言

目前在“电机控制技术”教学中，讲到矢量控制时，都是用很多数学推导来简化交流异步电机动态数学模型，在推导过程中有大量矢量在不同直角坐标系下的分量参与复杂运算，使学生很难把握关键点。在确定控制方案时，理论推导依然很复杂，不同方案推导关联性不强，使学生进一步研究无从下手。再者，这种矢量控制原理推导与先修课程“电机学”中讲的电机内部磁场分布缺乏关联性，导致学生学习时感到迷茫。

本文以异步电机气隙磁场为核心，根据矢量运算规律，得出三组“全矢量”形式的异步电机动态模型。“全矢量”是指：在模型推导过程中不出现电机的物理量在不同直角坐标系下的分量，物理量以完整矢量形式表达。根据这三组全矢量形式的动态模型特点，从供电侧和控制端出发简单而直接地得出四种异步电机控制策略。该方法沿袭了“电机学”教学中的电机内磁场分类及分布规律的内容[3][5]，且应用了先修课程“电磁场”的磁阻、虚位移等原理分析了电机的气隙磁场和电磁转矩[2][4]。“全矢量”表达形式的动态模型具有普遍性，更易确定电机的控制方案，便于学生进一步深入研究；此方法易推广到其他电机的矢量控制，使电机控制的教学更加系统化。

1 “全矢量”形式的异步电机磁链模型

Fcosθ+Fcos(2π/3-θ)+Fcos(4π/3-θ)=1.5。下面用此规律推导“全矢量”形式的磁链模型。……