交通驱动用单边直线感应电机稳动态特性等效电路

摘要

本发明公开了一种交通驱动用单边直线感应电机单相稳态分析等效电路及方法。本发明基于电机一维模型，建立气隙磁通密度方程，结合初级电流和边界条件，求解气隙和导板中各场量及复功率，进而利用场路复量功率相等原理，推导次级电阻和励磁电抗，从而建立单相等效电路，其采用五个校正参数分别校正纵向边端效应、横向边缘效应和半填充槽对次级电阻和互感的影响。基于功率守恒坐标变换原理，本发明进一步构建得到两相动态等效电路。本发明采用校正系数，有效修正直线感应电机纵向边端效应、横向边缘效应、半填充槽和气隙磁路饱和对电机互感、次级电阻、气隙等效磁势和等效气隙长度的影响，更准确地表征了直线感应电机的稳态和动态驱动特性，极大简化了直线感应电机的稳态和动态特性分析难度。

主权项

1.一种交通驱动用单边直线感应电机单相稳态分析等效电路，其特征在于，包括单相第一支路、单相第二支路和单相第三支路，单相第二支路和单相第三支路并联后再与单相第一支路串联形成回路；单相第一支路由电机初级单相电阻R_s和初级单相漏感L_ls串联而成，单相第二支路由电机次级单相漏感L_lr和次级单相校正电阻串联而成，单相第三支路由电机初级单相等效铁损电阻R_Fe和单相校正励磁电感串联而成；所述次级单相校正电阻的阻值为所述单相校正励磁电感的电感值为其中，R_r为电机次级单相等效电阻，s为电机滑差，L_m1为电机单相励磁电感，C_r为次级电阻横向边缘效应校正系数，K_r为励磁电抗横向边缘效应校正系数，C_x为次级电阻纵向边端效应校正系数，K_x为励磁电抗纵向边端效应校正系数；所述电机次级单相等效电阻R_r由电机次级的导体板电阻R_2Sheet和背铁电阻R_2Back并联而成；所述励磁电抗的横向边缘效应校正系数所述励磁电抗的纵向边端效应校正系数所述次级电阻横向边缘效应校正系数所述次级电阻纵向边端效应校正系数式中，$\begin{array}{c}{D}_1=\mathrm{p\tau }{\cos \delta }_s-N_L[{\alpha }_1^{-1}{e}^{-\mathrm{P\tau }/{\alpha }_1}\sin ({\delta }_s-\beta +S_L\mathrm{p\tau })\\ +S_L{e}^{-\mathrm{p\tau }/{\alpha }_1}\cos ({\delta }_s-\beta +S_L\mathrm{p\tau })-{\alpha }_1^{-1}\sin ({\delta }_s-\beta )-S_L\cos ({\delta }_s-\beta )]\end{array},$$\begin{array}{c}{D}_2=\mathrm{p\tau }{\sin \delta }_s-N_L[-{\alpha }_1^{-1}{e}^{-\mathrm{p\tau }/{\alpha }_1}\cos ({\delta }_s-\beta +S_L\mathrm{p\tau })\\ +S_L{e}^{-\mathrm{p\tau }/{\alpha }_1}\sin ({\delta }_s-\beta +S_L\mathrm{p\tau })-{\alpha }_1^{-1}\cos ({\delta }_s-\beta )-S_L\sin ({\delta }_s-\beta )]\end{array},$s为电机滑差，G为品质因数，p为初级实际极数，τ为电机每极长度；${\delta }_s=\mathrm{ta}{n}^{-1}\left(\frac{1}{\mathrm{sG}}\right),S_L=k-\frac{\pi }{{\tau }_e},{\tau }_e=\frac{2\pi }{Y},$k＝π/τ，μ₀为空气磁导率，σ_e为次级导体的表面电导率，v₂为电机运动速度沿电机运行方向的分量，g_e为等效电磁气隙，ω_e为初级电角速度，$N_L=\frac{{\alpha }_1\pi {\tau }_e}{M_L\tau \sqrt{{\tau }_e^2+{\left({\mathrm{\pi \alpha }}_1\right)}^2}},M_L={\left({\alpha }_1^{-1}\right)}^2+S_L^2,{\alpha }_1=\frac{{\mathrm{\tau g}}_e}{g_{e}X-{\mu }_0{\sigma }_e{v}_2},$$X=\frac{{\mu }_0{\sigma }_e{v}_2}{g_e}\sqrt{\frac{\sqrt{1+{({4\omega }_e{g}_e/{\mu }_0{\sigma }_e{v_2}^2)}^2}+1}{2}},{\delta }_s={\tan }^{-1}\left(\frac{1}{\mathrm{sG}}\right),\beta ={\tan }^{-1}\left(\frac{{\mathrm{\pi \alpha }}_1}{{\tau }_e}\right);$$T=j[R^2+(1-R^2)\frac{\lambda }{a_1\alpha }\tanh a_1\alpha ],$j为复数的虚部符号，$R^2=\frac{1}{1+\mathrm{jsG}},$${\alpha }^2=k^2+j\frac{{\omega }_e{\mu }_0{\sigma }_e}{g_e},\lambda =\frac{1}{1+\frac{1}{R}\tanh \left(a_1\alpha \right)\tanh k(c_2-a_1)},$c₂为次级导体板宽度的一半,Re表示实部,Im表示虚部。