PDF《大容量双六相储能电机系统建模与仿真》

另一套六 相与前一套六相的相位、 幅值完全一样, 如图

2 所示.该电机绕组与传统

12 相电机主要区别在于: 前 者仍为 30°相带, 可以等效为一台单六相电机, 但由 于电枢绕组出线方式的更新, 却可输出两套相位、 幅 值完全对称且相互独立的六相电源;

而后者一般为 15°相带, 相邻两个三相间差 15°, 不能满足此系统 变流器的特殊供电需求.正是由于绕组结构的不 同, 将使得此电机的电磁参数计算存在新的特点, 并 且其数学模型中的变换矩阵和电感矩阵与后者存在 较显著的差别. A11 A12 C12 C11 B12 B11 C22 C21 B22 B21 A22 A21 图2发电机双六相绕组的相量图 Fig.

2 Phasor of dual- six phase electric machine

3 9 第1期欧阳斌等: 大容量双六相储能电机系统建模与仿真 储能飞轮的一端与发电机轴系相连, 另一端通 过连轴器与三相异步电动机连接, 此电动机由挂在 市电电网上的三相变频器驱动. 由于能量存储过程为异步电动机的拖动模式, 其分析过程相对成熟、 简单, 故不作为本文关注点. 如引言所述, 此系统的分析难点在于能量快速释放 过程.为此, 须先专门建立双六相主发电机数学模 型, 进而构建能量释放过程的系统模型, 进行仿真分 析研究.

3 电机模型 3.

1 数学模型 设主发电机转子直轴与 A11 相绕组中心轴线夹 角为 γ 电角度, 那么由拓展的 park 变换式 [8 ] 不难将 abc 模型转换成 dq0 模型. dq0 坐标系的主发电机磁链方程为 ψs ψ [ ] r = Lss Msr Mrs L [ ] rr is i [ ] r , ( 1) 式中: ψs = ψ11 ψ12 ψ21 ψ [ ]

22 T , ψij = ψdij ψqij ψ0 [ ] ij T , ( i = 1, 2;

j = 1, 2) , ψr = ψfd ψkd ψ [ ] kq T , is = i11 i12 i21 i [ ]

22 T , iij = idij iqij i0 [ ] ij T , ( i = 1, 2;

j = 1, 2) , ir = ifd ikd i [ ] kq T , Lss = Ls0 Lm1 Lm0 Lm2 LT m1 Ls0 Lm2 Lm0 LT m0 LT m2 Ls0 Lm1 LT m2 LT m0 LT m1 L ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? s0 , Ls0 = diag Ldy Lqy L [ ] 0y , Lm1 = Ldm1 - Ldqm1

0 Ldqm1 Lqm1

0 0

0 L ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 0m1 , Lm0 = diag Ldm0 Lqm0 L [ ] 0m0 , Lm2 = Ldm2 - Ldqm2

0 Ldqm2 Lqm2

0 0

0 L ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 0m2 , Msr = M11r M12r M21r M [ ] 22r T , Mrs =

3 2 MT sr , Mijr = Msfd Mskd

0 0

0 Mskq ? ? ? ? ? ? ? ?

0 0

0 , ( i = 1, 2;

j = 1, 2) , Lrr = Lffd Lfkd

0 Lfkd Lkkd

0 0

0 L ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? kkq . 由上述定子电感矩阵 Lss 的结构形式可知:

4 个 三相定子绕组间存在

3 种耦合关系: 1) 同一套六相 绕组内的

2 个三相绕组之间相差 30°, 其耦合矩阵 如Lm1 所示, 存在 d 轴与 q 轴之间的交叉耦合;

2) 不 属于同一套六相绕组内的

2 个相差 30°三相绕组, 其耦合矩阵如 Lm2 所示, 也存在 d 轴与 q 轴之间的 交叉耦合;

3) 不属于同一套六相绕组内的

2 个无相 差三相绕........