开绕组PMSM和双逆变器的系统数学建模分析
目录
开绕组PMSM和双逆变器的系统数学建模分析1
一、开绕组永磁同步电机系统数学建模1
二、双逆变器拓结构及数学模型6
三、开绕组永磁同步电机双逆变器离散化预测模型10
作为一种新型电机系统，开绕组永磁同步电机使传统电机三相绕组的连接方
式发生了重大改变，同时中性点也取消了，这种变动跟以往有明显的不同。除此
以外，双逆变器结构多样，这就使得控制方式也存在着显著的差异性。所以，本
章节将对不同条件下的双逆变器数学模型展开深层次的剖析，紧接着，对其差异
性进行总结与归纳，最后，基于FCS-MPC基本原理，从而将OW-PMSW系统
预测模型构建出来。
一、开绕组永磁同步电机系统数学建模
(―)、常用坐标系及变换矩阵
为了便于研究，很多研究人员将电感矩阵常数化，紧接着在转换的过程中会
充分结合坐标变换对不同坐标系下的电机电磁方程，这样常系数微分方程便可成
功建立起来。具体见图2-1,基准为a相，a轴与a相重合，。为d轴与a轴之间
的夹角为电角度，在旋转的过程中若按照同步速。则转向与电机转子的旋向是
—样的。
10
?(°)
图1-1常用坐标系
关于坐标系之间的变换有多种，其中，
Clark变换：
1
~2~2
T=T1=Z
abc-a/3a/3-abc3(1-1)
a/3_^/3
0
~2一=_
Park变换：
cos0sn0
T—厂1-(1-2)
oc/3—dqdq—oc/3
—sn。cos。
由式(2.1)和(2.2)推导可知abc与dq坐标系间的变换为：
22
COS。cos(^-COS(^+
2
T=厂1(1-3)
abc-dq—dq-abc322
—sn。一sn(。一5〃)-sn(^+
(二)、开绕组PMSM数学模型
三个存在互感的独立绕组连接在一起即形成了一个开绕组永磁同步电机的
绕组，具体见图1-2。将开绕组电机与传统永磁电机进行对比发现，电机的磁
路等还是保持原来的状态。
与传统PMSM系统的模型搭建相比基本一致，因为电机系统具有多种特点，如
多变量、非线性等，所以在研究之前需作出相应地假设，主要为：铁芯饱和；
涡流、磁滞损耗；肌肤效应对