2. 交流电机数学模型的性质
(1)异步电机变压变频调速时需要进行电压(或电流)和频率的协调控制,有电压(电流)和频率两种独立的输入变量。在输出变量中,除转速外,磁通也得算一个独立的输出变量。因为电机只有一个三相输入电源,磁通的建立和转速的变化是同时进行的,为了获得良好的动态性能,也希望对磁通施加某种控制,使它在动态过程中尽量保持恒定,才能产生较大的动态转矩。
多变量、强耦合的模型结构
由于这些原因,异步电机是一个多变量(多输入多输出)系统,而电压(电流)、频率、磁通、转速之间又互相都有影响,所以是强耦合的多变量系统,可以先用图来定性地表示。
图 异步电机的多变量、强耦合模型结构
模型的非线性
(2)在异步电机中,电流乘磁通产生转矩,转速乘磁通得到感应电动势,由于它们都是同时变化的,在数学模型中就含有两个变量的乘积项。这样一来,即使不考虑磁饱和等因素,数学模型也是非线性的。
模型的高阶性
(3)三相异步电机定子有三个绕组,转子也可等效为三个绕组,每个绕组产生磁通时都有自己的电磁惯性,再算上运动系统的机电惯性,和转速与转角的积分关系,即使不考虑变频装置的滞后因素,也是一个八阶系统。
总起来说,异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。