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国际电气、电子和仪器工程高级研究杂志

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永磁电容器单相感应电机，D-Q轴建模与非线性数学分析与仿真

Animesh Karmakar1，尼哈尔·兰詹·罗伊1拉贾尔什·慕克吉1，普拉迪普·库马尔·萨哈2，高塔姆·库马尔·潘达3.
  1. 墨西哥墨西哥城国际医学科学院"La Raza"国家医疗中心肾脏科
  2. HOD &教授，系电气工程杰尔拜古里政府工程大学，西孟加拉邦，印度
  3. 教授，系电气工程杰尔拜古里政府工程大学，西孟加拉邦，印度
有关文章载于Pubmed，谷歌学者

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摘要

本文建立了永磁电容器单相感应电动机的非线性动力学模型。建立了永磁电容感应电机的D-Q轴模型，在此基础上对系统进行状态矢量分析;揭示了不同系统参数下的周期性和混沌现象。因此，通过适当改变电机[4]的内部参数或运行条件，可以实现混沌转速风机。数学分析和计算机仿真验证了所提出的永磁电容器单相感应电动机非线性模型。

关键字
混沌，非线性，永久电容，周期性，相位图

我的介绍。
永磁电容器单相感应电动机通常应用于风机、压缩机、水泵等驱动系统中。这里在这些特殊的建模中采用了异步电机性能特性的集总参数;提供简单和快速的计算。考虑了磁路的数学线性和定子和转子的可忽略的开槽假设。
混沌可以定义为确定性系统中对初始条件敏感依赖的a周期长期行为。电力系统，电力转换器，电机驱动，电信和医疗电子是少数几个已经确定表现出混乱行为的电气系统;具有连续宽频带性质的类噪声频谱。由于实际系统的初始状态只能用一定的容差来指定，因此永远无法准确预测混沌系统的长期行为。
图像
这里的论文被方便地细分为几个部分。第一部分给我们介绍，第二部分。单相永磁电容感应电机的D-Q轴建模。第三部分介绍了该系统的MATLAB/SIMULINK建模。第四部分讨论了结果和MATLAB/SIMULINK仿真，最后在第五部分讨论了结论，并给出了参考文献和参考书目。

2电机的D-q轴建模
D-Q型单相感应电机可以认为是一种不对称的两相感应电机。三相电机的模型可以很容易地用D-Q轴模型来定义。由此得到的SPIM等效电路如图所示，该机器由以下方程建模:
图像
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图3:感应电机的等效d轴模型
在那里,
Rdr =直轴转子电阻，
Rqr = q轴转子电阻，
Llds =直轴定子漏感，
Llqs = q轴定子漏感，
Lmd =直轴互感，
Lldr =直轴转子漏感，
Llqr = q轴转子漏感，
Lmq = q轴互感，
ωr =转子角速度和
ω =参考系的速度，

3MATLAB / SIMULINK模型
对于具有不止一种独特行为的系统，随着参数的变化，系统稳态行为的突变称为分岔。这里我们改变施加电压的振幅。电压从零到160伏(均速)不等。两个(主、辅)定子绕组在空间上移位90度。通常情况下，电容器与辅助绕组相连，并选择辅助电流引导主绕组电流90度，以实现平衡运行。对单相永磁电容感应电动机的建模反映了系统的非线性模型。为了注入非线性，电容器连接到主绕组而不是辅助绕组，辅助绕组的电感值的选择使两个绕组中电流的相位差很小，而且大小也不同。可以发现，混沌速度波形具有众所周知的混沌性质，即类随机但有界振荡。此外，这些波形是a周期的，对初始条件非常敏感。在物理上，这些混沌运动揭示了主绕组和辅助绕组之间磁场相互作用的不平衡状态。
当输入电压在0 ~ 160伏范围内时，永磁电容器单相感应电动机出现非线性现象。上面的图表示了在各种周期速度操作，即周期-1，周期-2和周期-5操作下的速度波形和相应的相图。这些波形与众所周知的不可避免的转矩脉动现象相一致。需要注意的是，一旦已知运行条件，其变化带来混沌的电机参数可能不止一个。可能的候选有Bm与J的比值、主绕组电阻、分体电容器等。
图像
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四、结果与模拟
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上图从图6到图15展示了系统的相平面肖像，显示了永容电机的周期性。在不同的输入电压下，绘制了转子电流在正交轴方向上随速度变化的相位图，并观察了结果，确定了系统输出的周期性。通过绘制相应电压的速度与时间图，可以观察到相同的周期性。输出电压从初始均方根电压10v, 80伏(这里，周期为1)变化到最终电压值160伏(这里系统进入混沌)。转子参考系的选择，以便转子变量可以密切观察，由于所选的参考系，由于转子旋转电路的感应电动势是不存在的(ω = ωr)。
需要注意的是，d轴和q轴绕组的匝数是相同的。因此Nd / Nq = 1。由于它们具有不同的横截面积，它们具有不同的电阻和电感值，因此产生的电感值也不同;所有的值都指向定子侧。
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诉的结论
当输入电压在0 ~ 160伏范围内时，永磁电容器单相感应电动机出现非线性现象。上面的图表示了在各种周期速度操作，即周期-1，周期-2和周期-5操作下的速度波形和相应的相图。这些波形与众所周知的不可避免的转矩脉动现象是一致的。需要注意的是，一旦已知运行条件，其变化带来混沌的电机参数可能不止一个。可能的候选有Bm与J的比值、主绕组电阻、分体电容器等。

参考文献







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