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多相感应电机是一种新颖的电机,过去几十年的研究也表明,多相电机调速系统具有相当广阔的应用前景。与传统的三相感应电机相比,多相感应电机除了易于实现低压大功率以外,它所具有的多相冗余结构可以改善系统运行的可靠性,即多相感应电机调速系统在一相或者几相定子绕组出现故障的状况下仍能继续运行.此外,多相电机具有多个可控自由度,可在不同d-q平面内分别对各次谐波电流和谐波磁场进行控制。当前,多相电机已在潜艇推进系统、机车牵引和航天等领域得到了应用,但作为一种新型的技术,还存在许多需要研究和解决的问题。
本文以九相电机为研究对象,在既不牺牲通用性,又不牺牲系统方程包含的主要信息的情况下,进行相应简化,建立多相电机的数学模型,并从数学模型入手,分析了多相电机的特性。并进一步使用Ansoft对三相电机与九相电机进行仿真,验证分析的正确性.分析了任意相数多相感应电机的非正弦供电方式,有效地利用多控制自由度的特性,对多相电机进行谐波注入,得到所需要的平顶波,并得以改善磁场和增大输出转矩。与此同时,还分析了两种缺相故障容错运行控制策略,其补偿思想是:⑴众所周知,正常运行情况下多相电机各d-q平面内定子电流将产生圆形旋转磁场,故障后若能使各非故障相电流合成MMF任然保持为圆形磁场即可获得平稳的运行性能,但故障前、后的定子磁动势必须相同;⑵求解定子缺相后的转矩表达式,式子中含有一个稳定分量和一个波动分量,通过调节非故障各相电流使该波动值为0即可达到补偿的目的.仿真结果显示,在通过上述两种方式补偿后,电机确实能恢复到近似正常运行的状况。对于逆变器供电的多相电机,最常见的故障是逆变器功率器件的短路或断路,以及由此造成的电机各相供电电压不平衡,因此,有必要对多相电机不平衡运行下的性能进行深入研究。本章以广义的对称分量法为工具,深入研究分析了多相电机在不平衡供电下的性能状态,并进行了仿真验证。