3相电机功率算法

电力电子●Ｐｏｗｅｒ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　

机车用永磁同步电机直接功率控制算法　

文／朱琳　

表１：仿真模型中参数设置　

的快速发展，人们对于机车的追求也不断发生　变化，由最早的快速，舒适，到如今的节能，　

高效率。永磁同步电机因其具有结构简单，功　

率因数高的优点，成为了下一代新型电力机车　

研究的一个重点方向。　

本文针对ＰＭＳＭ提出了一种新型的直接　

功率控制算法，相比于ＰＭＳＭ传统的控制算　法矢量控制算法和直接转矩控制算法啊，直接　

功率算法不汉具有控制简单，算法计算简单，　

同时其又具备无功功率几乎为０，功率因数高　

等优点。　

【关键词】ＰＭＳＭ直接功率有功功率无功功　１直接功率控制算法　

奎　

随着我国铁路事业的快速发展，机车也　

从最早的蒸汽机车，发展到内燃机车，再到如　

今的电力机车，从当年的“东方红号”，到“和　

谐号”，再到如今的“复兴号”，而随着机车　本文提出的直接功率控制算法基于瞬时　

无功功率，通过借鉴传统的电压矢量控制思想，　将电机定子和转子磁链分别进行坐标变换，建　

立起关于定子电流和定子磁链的瞬时无功功率　

数学模型。　

ＰＭＳＭ在ｘ—Ｙ坐标下瞬时功率的数学公　图１：ＰＭＳＭ直接功率控制结构框图　

式为：　

洲朝　㈩　

对式（１）进行离散化处理瞬时功率公式　

为：　

｛Ｐ２（ｋ＋１）Ｉ一“　【ｋ＋１）“　（ｋ＋１）ｌ　ｉｐｘ（ｋ＋１）ｌ　ｌｑｚ（　＋１）Ｊ　ｌ“　（　＋１）　一“＂（　＋１）ｊ　ｌｆ　（　＋１）Ｊ（２）　将式（２）中电压变量用其对应的磁链代　

替可得式（３）　

＜＜上接１７５页　

指导一线人员进行工作。　（２）实现了安全生产可视化监督管理，　

形成了隐患发现处置全流程信息化记录、基于　数据与信息管理的科学运转机制。通过将安全　

生产相关要素展现在地图上，基于位置进行记　录及管理，不但知道企业、隐患、人员信息及　

内容，同时知悉其地理位置。　（３）实现了安全生产全信息监督管理，　

形成了全区宏观统计到隐患微观详细信息逐层　递进、分类展现的查询与分析手段。安全生产　底图系统从宏观上的关键统计信息、空间分布　以及各种资源的空间搭配，可以通过地图逐层　

航模电动动力系统 （三） 无刷电机的结构和功率

这个系列的前两篇我们说了动力系统的前两个组成部分，电池和电调，今天我们来说电机，电机是动力系统的核心，是他实现了电能机械能转换的关键一步。

马头老师说大家都爱看图不爱看字，我于是就把手头的外转子2212拆开，拍了下面两张照片。

第一张图中左边的是转子，外壳内侧贴着的金属长条就是永磁体，托中国工业的腾飞的福，现在大家都鸟枪换炮了，永磁体都是高性能的稀土磁体。转子的顶端是开好了的一圈散热孔，轴直接插在转子外壳上，由位于外壳顶端的两个内六角螺丝紧固，从第二张图上可以看到。转子的右手就是拆下来的定子，上面绕着线圈，不同的KV用不同的绕法绕上去不同粗细和匝数的漆包线。定子的中心是轴承，转子的轴插入轴承和定子相连，转轴在定子的低端被卡子卡住，实现了定子和转子的紧固。电机基本上是不需要维护的，但是也有例外，就是轴承，如果长时间使用或者在灰尘非常重的恶劣环境使用后电机的噪音有可能突然变高，这个时候把电机拆开，往轴承里面滴一滴润滑油很可能就解决了问题。第一张图的下方和第二章图转轴的顶部是桨保护器，严格的说这个不是电机的组件，但是这是个很了不起的发明。 前拉桨飞机炸机的时候受冲击的必然是机头的桨，如果桨和电机轴刚性相连的话炸机的时候螺旋桨就会把非常大的冲击力和冲击力矩毫无保留的传递给电机轴，结果很可能是轴弯了，一个几十块的电机很可能就断送在这几毛钱的轴上。现在利用桨保护器和橡皮圈，浆可以在电机轴上前后摆动，这样冲击力矩就可以被缓冲，炸机挂掉电机的概率就大大降低了。 这里有一个大家容易忽视，但是非常重要的细节。所有的转动机件都要求转动轴过质心，保证动平衡，不然的话转动轴就会受到不平衡的侧向离心力。这里的转动轴是电机轴心，安装在桨保护器上的螺旋桨的质心是桨保护器中心，如果电机轴和桨保护器轴不精确重合的话就会导致动不平衡，轻则增加摩擦降低电机效率和轴承寿命，重则增加射桨概率引发安全事故。其实避免这个问题的方法很简单，就是在紧固桨保护器的时候两边的螺丝要对称拧，左两圈右两圈，千万别把左边的拧到拧不动再去拧右边的，这样的话桨保护器轴必然偏右。

电动机功率的计算方法

一、基于电流的计算方法：

1.单相电动机：

单相电动机的功率计算公式为：P = U × I × Cosθ，其中P为功率，U为电压，I为电流，Cosθ为功率因数。需要注意的是，单相电动机功率因数通常在0.7到0.9之间。

2.三相电动机：

三相电动机功率计算公式为：P = √3 × U × I × Cosθ，其中P为功率，U为电压，I为电流，Cosθ为功率因数，√3为一个常量。三相电动机功率因数通常在0.8到0.9之间。

二、基于转矩的计算方法：

1.转矩和功率的关系：

转矩和功率之间有以下关系：P=T×ω，其中P为功率，T为转矩，ω为角速度。角速度可以通过转速和极数来计算，公式为：ω=(2πn)/60，其中n为转速。

2.转矩的计算方法：

转矩可以通过电动机的测力计或者转矩传感器来测量。对于直流电动机，转矩可以直接通过电流和磁场强度的乘积来计算。对于交流电动机，转矩可以通过电流、磁场强度和功率因数来计算。

3.功率的计算方法： 利用转矩和角速度的关系，可以通过转矩和转速来计算功率。对于直流电动机，功率可以通过转矩和电机的转速计算得出。对于交流电动机，功率可以通过转矩、转速和功率因数来计算。

除了上述的基于电流和转矩的计算方法外，还有一些其他因素需要考虑，如效率、负载情况等。在实际应用中，一般使用电动机的额定功率来进行计算，以确保电动机可以正常工作。

总结起来，电动机功率的计算方法有基于电流和基于转矩两种方法。基于电流的计算方法适用于单相和三相电动机，需要考虑功率因数；基于转矩的计算方法适用于直流和交流电动机，需考虑转矩、转速和功率因数。在实际应用中，需根据电动机类型和工作条件选择合适的计算方法。

202021大电机技术21

表贴式多相永磁电机永磁体

3次谐波削极分析

胡成通，吴新振

（青岛大学电气工程学院，山东 青岛266071

）

［摘要］表贴式多相永磁电机的永磁体形状是影响永磁电机电磁性能的一个重要因素。以一台六相永磁同

步电机为例，推导了将少量3

次谐波注入正弦削极的永磁体时其厚度表达式，并对偏心削极和3

次谐波削极

的气隙磁场密度、空载反电动势和平均输出转矩进行了仿真分析。分析计算结果表明相对于偏心削极，谐波

削极能有效提高永磁电机的输出转矩，可为多相永磁电机工程设计提供参考。

［关键词］多相永磁电机；表贴式永磁体；3

次谐波削极；平均转矩

［中图分类号］TM341

［文献标志码］A

［文章编号］1000-3983（2020）01-0021-05

［开放科学（资源服务）标识码］

Analysis on Sin + Third Harmonic Shaping Pole of Multi-Phase Surface-Mounted

Permanent Magnet Machine

HU Chengtong, WU Xinzhen

(College of Electrical Engineering, Qingdao University, Qingdao 266071, China)

Abstract: The shape of permanent magnet (PM) plays an important role in the electromagnetic

performance of multi-phase surface-mounted PM (SPM) machine. This paper, taking a six-phase

SPM machine as an example, deduced thickness formula of the PM when injected a small amount of