現(xiàn)代電機(jī)控制技術(shù)1

1、1/240現(xiàn)代電機(jī)控制技術(shù)現(xiàn)代電機(jī)控制技術(shù)王成元王成元 夏加寬夏加寬 孫宜標(biāo)孫宜標(biāo) 編著編著機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社2/2403/240現(xiàn)代電機(jī)控制技術(shù)現(xiàn)代電機(jī)控制技術(shù)4/240第第1章章 基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)5/240n1.1.1 磁場(chǎng)與磁能磁場(chǎng)與磁能nA、B兩線圈匝數(shù)分別為兩線圈匝數(shù)分別為NA和和NB。n主磁路由鐵芯磁路和氣主磁路由鐵芯磁路和氣隙磁路串聯(lián)構(gòu)成，兩段隙磁路串聯(lián)構(gòu)成，兩段磁路的斷面面積均為磁路的斷面面積均為S。n假設(shè)外加電壓為任意波假設(shè)外加電壓為任意波形，所以線圈的電流也形，所以線圈的電流也為任意波形。為任意波形。6/240n1. 單線圈勵(lì)磁單線圈勵(lì)磁n討論僅有線圈討論僅有線圈

2、A勵(lì)磁的情況。當(dāng)電流勵(lì)磁的情況。當(dāng)電流iA流入線流入線圈時(shí)，便會(huì)在鐵芯內(nèi)產(chǎn)生磁場(chǎng)。圈時(shí)，便會(huì)在鐵芯內(nèi)產(chǎn)生磁場(chǎng)。n根據(jù)安培環(huán)路定律，有根據(jù)安培環(huán)路定律，有 idlHLn式中，式中，H為磁場(chǎng)強(qiáng)度；為磁場(chǎng)強(qiáng)度；i為該閉合回線包圍的為該閉合回線包圍的總電流?？傠娏鳌?(1-1) 7/240n閉合回線可任意選取，在圖閉合回線可任意選取，在圖1-1中，取鐵芯斷中，取鐵芯斷面的中心線為閉合回線，環(huán)行方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)矫娴闹行木€為閉合回線，環(huán)行方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?。向。n沿著該閉合回線，假設(shè)鐵芯磁路內(nèi)的沿著該閉合回線，假設(shè)鐵芯磁路內(nèi)的Hm處處處處相等，方向與積分路徑一致，氣隙內(nèi)相等，方向與積分路徑一致，氣隙內(nèi)H亦如此

3、。亦如此。于是，有于是，有 AAmmiNHlH (1-2) n式中，式中，lm為鐵芯磁路的長(zhǎng)度；為鐵芯磁路的長(zhǎng)度；為氣隙長(zhǎng)度。為氣隙長(zhǎng)度。8/240n定義定義AAAiNf(1-3) n式中，式中，fA為磁路的磁動(dòng)勢(shì)。為磁路的磁動(dòng)勢(shì)。n式式(1-2)中，中，Hmlm和和H為磁壓降，式為磁壓降，式(1-2)表明表明線圈線圈A提供的磁動(dòng)勢(shì)提供的磁動(dòng)勢(shì)fA將消耗在鐵芯和氣隙磁將消耗在鐵芯和氣隙磁壓降中。此時(shí)，壓降中。此時(shí)，fA相當(dāng)于產(chǎn)生磁場(chǎng)相當(dāng)于產(chǎn)生磁場(chǎng)H的的“源源”，類似于電路中的電動(dòng)勢(shì)。類似于電路中的電動(dòng)勢(shì)。9/240n在鐵芯磁路內(nèi)，磁場(chǎng)強(qiáng)度在鐵芯磁路內(nèi)，磁場(chǎng)強(qiáng)度Hm產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度

4、度Bm為為mrmFemHHB0 (1-4) n式中，式中，F(xiàn)e為鐵芯磁導(dǎo)率；為鐵芯磁導(dǎo)率；r為相對(duì)磁導(dǎo)率；為相對(duì)磁導(dǎo)率；0為真空磁導(dǎo)率。為真空磁導(dǎo)率。n電機(jī)中常用的鐵磁材料的磁導(dǎo)率電機(jī)中常用的鐵磁材料的磁導(dǎo)率Fe約是真空約是真空磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率0的的2000600020006000倍。空氣磁導(dǎo)率與真空倍?？諝獯艑?dǎo)率與真空磁導(dǎo)率幾乎相等。磁導(dǎo)率幾乎相等。n0 =410-7H/m10/240n鐵磁材料的磁導(dǎo)率是鐵磁材料的磁導(dǎo)率是非線性的，通常將非線性的，通常將Bm=f(Hm)關(guān)系曲線稱關(guān)系曲線稱為磁化曲線，如圖為磁化曲線，如圖1-3所示?？梢钥闯?，所示?？梢钥闯觯?dāng)當(dāng)Hm達(dá)到一定值時(shí)，達(dá)到一定值時(shí)，隨

5、著隨著Hm的增大，的增大，Bm增加越來(lái)越慢，這種增加越來(lái)越慢，這種現(xiàn)象稱為飽和。現(xiàn)象稱為飽和。n圖圖1-3 鐵磁材料的磁化鐵磁材料的磁化曲線曲線(Bm=f(Hm)和和Fe=f(Hm)曲線曲線)11/240n由式由式(1-4)，可將式，可將式(1-2)改寫為改寫為 0BlBfmFemA(1-5) n若不考慮氣隙若不考慮氣隙內(nèi)磁場(chǎng)的邊緣效應(yīng)，氣隙內(nèi)磁內(nèi)磁場(chǎng)的邊緣效應(yīng)，氣隙內(nèi)磁場(chǎng)場(chǎng)B也為均勻分布，于是式也為均勻分布，于是式(1-5)可寫為可寫為SSBSlSBfFemmA0 (1-6) n式中，式中，BmS=mA，mA稱為鐵芯磁路主磁通稱為鐵芯磁路主磁通; BS=，稱為氣隙磁通；稱為氣隙磁通； 12/

6、240nRm為鐵芯磁路磁阻；為鐵芯磁路磁阻； R為氣隙磁路磁阻。為氣隙磁路磁阻。n由于磁通具有連續(xù)性，顯然有，由于磁通具有連續(xù)性，顯然有，mA=；于；于是有是有Bm = B 。 n將式將式(1-6)表示為表示為mFemRSl RS0 mmmAmmAARRRRf(1-7) n式中，式中，Rm=Rm+R為串聯(lián)磁路的總磁阻；為串聯(lián)磁路的總磁阻；mARm和和R稱為鐵芯和氣隙磁壓降。稱為鐵芯和氣隙磁壓降。13/240n通常，將式通常，將式(1-7)稱稱為磁路的歐姆定律。為磁路的歐姆定律。串聯(lián)磁路的模擬電串聯(lián)磁路的模擬電路可用圖路可用圖1-4表示。表示。n圖圖1-4 串聯(lián)磁路的串聯(lián)磁路的模擬電路模擬電路1

7、4/240n將式將式(1-7)表示為另一種形式，即表示為另一種形式，即 11mmmAAf(1-8a) n式中，式中，m為鐵芯磁路磁導(dǎo)，為鐵芯磁路磁導(dǎo)，為氣隙磁路磁為氣隙磁路磁導(dǎo)導(dǎo) mFemmlSR 1 SR0115/240n將式將式(1-8a)寫為寫為Amf (1-8b) n式中，式中，m為串聯(lián)磁路的總磁導(dǎo)，為串聯(lián)磁路的總磁導(dǎo)， n式式(1-8b)為磁路歐姆定律的另一種表達(dá)形式。為磁路歐姆定律的另一種表達(dá)形式。 mmm mmR1 16/240n由于由于Fe0。盡管鐵芯磁路長(zhǎng)度比氣隙磁路長(zhǎng)盡管鐵芯磁路長(zhǎng)度比氣隙磁路長(zhǎng)得多，氣隙磁路磁阻還是要遠(yuǎn)大于鐵芯磁路的得多，氣隙磁路磁阻還是要遠(yuǎn)大于鐵芯磁路的

8、磁阻。磁阻。n對(duì)于這個(gè)具有氣隙的串聯(lián)磁路，總磁阻將取決對(duì)于這個(gè)具有氣隙的串聯(lián)磁路，總磁阻將取決于氣隙磁路的磁阻，磁動(dòng)勢(shì)大部分將消耗在氣于氣隙磁路的磁阻，磁動(dòng)勢(shì)大部分將消耗在氣隙的磁壓降內(nèi)。隙的磁壓降內(nèi)。n在很多情況下，為了問(wèn)題分析的簡(jiǎn)化，可將鐵在很多情況下，為了問(wèn)題分析的簡(jiǎn)化，可將鐵芯磁路的磁阻忽略不計(jì)，此時(shí)磁動(dòng)勢(shì)芯磁路的磁阻忽略不計(jì)，此時(shí)磁動(dòng)勢(shì)fA與氣隙與氣隙磁路磁壓降相等，即有磁路磁壓降相等，即有 RHfA(1-8c) 17/240n因?yàn)橹鞔磐ㄒ驗(yàn)橹鞔磐╩A是穿過(guò)氣隙后而閉合的，它提是穿過(guò)氣隙后而閉合的，它提供了氣隙磁通，所以又將供了氣隙磁通，所以又將mA稱為稱為勵(lì)磁磁通勵(lì)磁磁通。n定義線

9、圈定義線圈A的勵(lì)磁磁鏈為的勵(lì)磁磁鏈為 AmAmAN (1-9) n由式由式(1-7)和式和式(1-9)，可得，可得AmAAmAmAiNiRN 22(1-10) 18/240n定義線圈定義線圈A的勵(lì)磁電感的勵(lì)磁電感LmA為為 mAmAAmAmANRNiL22(1-11) nLmA表征了線圈表征了線圈A單位電流產(chǎn)生磁鏈單位電流產(chǎn)生磁鏈mA的能力。的能力。對(duì)于圖對(duì)于圖1-1所示的具體磁路，又將所示的具體磁路，又將LmA稱為線圈稱為線圈A的的勵(lì)磁電感勵(lì)磁電感。nLmA的大小與線圈的大小與線圈A的匝數(shù)二次方成正比，與的匝數(shù)二次方成正比，與串聯(lián)磁路的總磁導(dǎo)成正比。串聯(lián)磁路的總磁導(dǎo)成正比。 19/240n由

10、于總磁導(dǎo)與鐵芯磁路的飽和程度由于總磁導(dǎo)與鐵芯磁路的飽和程度(Fe值值)有關(guān)，有關(guān)，因此因此LmA是個(gè)與勵(lì)磁電流是個(gè)與勵(lì)磁電流iA相關(guān)的非線性參數(shù)。相關(guān)的非線性參數(shù)。n若將鐵芯磁路的磁阻忽略不計(jì)若將鐵芯磁路的磁阻忽略不計(jì)(Fe=)，LmA便便是個(gè)僅與氣隙磁導(dǎo)和匝數(shù)有關(guān)的常數(shù)，即有是個(gè)僅與氣隙磁導(dǎo)和匝數(shù)有關(guān)的常數(shù)，即有 mAmANL2n在磁動(dòng)勢(shì)在磁動(dòng)勢(shì) fA作用下，還會(huì)產(chǎn)生沒(méi)有穿過(guò)氣隙，作用下，還會(huì)產(chǎn)生沒(méi)有穿過(guò)氣隙，主要經(jīng)由鐵芯外空氣磁路而閉合的磁場(chǎng)，稱之主要經(jīng)由鐵芯外空氣磁路而閉合的磁場(chǎng)，稱之為為漏磁場(chǎng)漏磁場(chǎng)。20/240n漏磁場(chǎng)與線圈漏磁場(chǎng)與線圈A交鏈，產(chǎn)生漏磁鏈交鏈，產(chǎn)生漏磁鏈A，可表，可表

11、示為示為 AAAiL (1-12) n式中，式中，LA為線圈為線圈A的漏電感。的漏電感。nLA表征了線圈表征了線圈A單位電流產(chǎn)生漏磁鏈單位電流產(chǎn)生漏磁鏈A的能的能力，由于漏磁場(chǎng)主要分布在空氣中，因此力，由于漏磁場(chǎng)主要分布在空氣中，因此LA近乎為常值，且在數(shù)值上遠(yuǎn)小于近乎為常值，且在數(shù)值上遠(yuǎn)小于 LmA。21/240n線圈線圈A的總磁鏈為的總磁鏈為AAAmAAAmAAAAiLiLiL (1-13) n式中，式中，AA是線圈是線圈A中電流中電流iA產(chǎn)生的磁場(chǎng)鏈過(guò)自產(chǎn)生的磁場(chǎng)鏈過(guò)自身線圈的磁鏈，稱為身線圈的磁鏈，稱為自感磁鏈自感磁鏈。n定義定義mAAALLL (1-14) n式中，式中， LA稱為自

12、感，由漏電感稱為自感，由漏電感LA和勵(lì)磁電感和勵(lì)磁電感 LmA兩部分構(gòu)成。兩部分構(gòu)成。22/240n這樣，通過(guò)電感就將線圈這樣，通過(guò)電感就將線圈A產(chǎn)生磁鏈的能力表產(chǎn)生磁鏈的能力表現(xiàn)為一個(gè)集中參數(shù)?，F(xiàn)為一個(gè)集中參數(shù)。電感電感是非常重要的參數(shù)。是非常重要的參數(shù)。n磁場(chǎng)磁場(chǎng)能量分布在磁場(chǎng)所在的整個(gè)空間，單位體能量分布在磁場(chǎng)所在的整個(gè)空間，單位體積內(nèi)的磁能積內(nèi)的磁能wm可表示為可表示為n在一定磁感應(yīng)強(qiáng)度下，介質(zhì)的磁導(dǎo)率在一定磁感應(yīng)強(qiáng)度下，介質(zhì)的磁導(dǎo)率越大，越大，磁場(chǎng)的儲(chǔ)能密度就越小，否則相反。磁場(chǎng)的儲(chǔ)能密度就越小，否則相反。 22121BBHwm(1-15) 23/240n對(duì)于圖對(duì)于圖1-1所示的電磁

13、裝置，由于所示的電磁裝置，由于Fe0 ，因，因此，當(dāng)鐵芯的磁感應(yīng)強(qiáng)度由零開(kāi)始上升時(shí)，此，當(dāng)鐵芯的磁感應(yīng)強(qiáng)度由零開(kāi)始上升時(shí)，大大部分磁場(chǎng)能量將儲(chǔ)存在氣隙中部分磁場(chǎng)能量將儲(chǔ)存在氣隙中；n當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時(shí)，這部分磁能將隨之從氣當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時(shí)，這部分磁能將隨之從氣隙中釋放出來(lái)。鐵芯磁路的磁能密度很低，隙中釋放出來(lái)。鐵芯磁路的磁能密度很低，鐵鐵芯儲(chǔ)能?？珊雎圆挥?jì)，芯儲(chǔ)能?？珊雎圆挥?jì)，此時(shí)則有此時(shí)則有 VBWm0221(1-16) n式中，式中，Wm為主磁路磁場(chǎng)能量，它全部?jī)?chǔ)存在為主磁路磁場(chǎng)能量，它全部?jī)?chǔ)存在氣隙中；氣隙中；V為氣隙體積。為氣隙體積。24/240n當(dāng)勵(lì)磁電流當(dāng)勵(lì)磁電流iA變化時(shí)，磁鏈

14、變化時(shí)，磁鏈AA將發(fā)生變化。將發(fā)生變化。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，AA的變化將在線的變化將在線圈圈A中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eAA。如圖。如圖1-1所示，若所示，若設(shè)設(shè)eAA的正方向分別的正方向分別mA與與A和方向之間符合和方向之間符合右手螺旋法則，則有右手螺旋法則，則有 dtdeAAAA (1-17) n根據(jù)電路基爾霍夫第二定律，線圈根據(jù)電路基爾霍夫第二定律，線圈A的電壓方的電壓方程可寫為程可寫為dtdiReiRuAAAAAAAAA (1-18) 25/240n在時(shí)間在時(shí)間dt內(nèi)輸入鐵芯線圈內(nèi)輸入鐵芯線圈A的凈電能的凈電能dWeAA為為n若忽略漏磁場(chǎng)，則有若忽略

15、漏磁場(chǎng)，則有AAAAAAAAAAeAAdidtiedtiRdtiudW 2(1-19) mAAeAAdidW n在沒(méi)有任何機(jī)械運(yùn)動(dòng)情況下，由電源輸入的凈在沒(méi)有任何機(jī)械運(yùn)動(dòng)情況下，由電源輸入的凈電能將全部變成磁場(chǎng)能量的增量電能將全部變成磁場(chǎng)能量的增量dWm，于是，于是mAAmdidW (1-20) 26/240n當(dāng)磁通是從當(dāng)磁通是從0增長(zhǎng)到增長(zhǎng)到mA時(shí)，相應(yīng)地線圈時(shí)，相應(yīng)地線圈A磁磁鏈由鏈由0增長(zhǎng)到增長(zhǎng)到mA，則磁場(chǎng)能量，則磁場(chǎng)能量Wm應(yīng)為應(yīng)為n式式(1-21)是線圈是線圈A勵(lì)磁的能量公式，此式考慮勵(lì)磁的能量公式，此式考慮了鐵芯磁路和氣隙磁路內(nèi)總的磁場(chǎng)儲(chǔ)能。了鐵芯磁路和氣隙磁路內(nèi)總的磁場(chǎng)儲(chǔ)能。

16、mAdiWAm 0(1-21) 27/240n若磁路的若磁路的i曲線如曲線如圖圖1-5所示，面積所示，面積OabO就代表了磁路就代表了磁路的磁場(chǎng)能量，將其的磁場(chǎng)能量，將其稱為磁能。稱為磁能。 n圖圖1-5 所示，磁路的所示，磁路的i曲線曲線n若以電流為自變量，對(duì)磁鏈進(jìn)行積分，則有若以電流為自變量，對(duì)磁鏈進(jìn)行積分，則有AimAmdiW0 (1-22) 28/240n式中，式中，Wm稱為磁共能。稱為磁共能。n在圖在圖1-5中，磁共能可用面積中，磁共能可用面積OcaO來(lái)表示。顯來(lái)表示。顯然，在磁路為非線性情況下，磁能和磁共能不然，在磁路為非線性情況下，磁能和磁共能不相等，相等， n磁能和磁共能之和等

17、于磁能和磁共能之和等于mAAmmiWW (1-23) n若忽略鐵芯磁路的磁阻，圖若忽略鐵芯磁路的磁阻，圖1-5中的中的i曲線曲線便是一條直線，則有便是一條直線，則有22121AmAmAAmmiLiWW (1-24) 29/240n此時(shí)，磁場(chǎng)能量全部存儲(chǔ)在氣隙中，可得此時(shí)，磁場(chǎng)能量全部存儲(chǔ)在氣隙中，可得SBfiWWAmAAmm 2121(1-25) n由于由于 fA=H，可得，可得 VBVBHWWmm022121(1-26) n式式(1-26)與式與式(1-16)具有相同的形式。具有相同的形式。n若計(jì)及漏磁場(chǎng)儲(chǔ)能。則有若計(jì)及漏磁場(chǎng)儲(chǔ)能。則有22121AAAAAmmiLiWW (1-27) 30/

18、240n2. 雙線圈勵(lì)磁雙線圈勵(lì)磁n分析圖分析圖1-1中線圈中線圈A和線圈和線圈B同時(shí)勵(lì)磁的情況。同時(shí)勵(lì)磁的情況。n此時(shí)忽略鐵芯磁路磁阻，磁路為線性，故可以此時(shí)忽略鐵芯磁路磁阻，磁路為線性，故可以采用疊加原理，分別由磁動(dòng)勢(shì)采用疊加原理，分別由磁動(dòng)勢(shì)fA和和fB計(jì)算出各計(jì)算出各自產(chǎn)生的磁通。自產(chǎn)生的磁通。 n同線圈同線圈A一樣，可以求出線圈一樣，可以求出線圈B產(chǎn)生的磁通產(chǎn)生的磁通mB和和B，此時(shí)線圈，此時(shí)線圈B的自感磁鏈為的自感磁鏈為BBBmBBBmBBBBiLiLiL n式中，式中，LB、LmB和和LB分別為線圈分別為線圈B的漏電感、的漏電感、勵(lì)磁電感和自感。且有勵(lì)磁電感和自感。且有 LB=L

19、B+LmB31/240n線圈線圈B產(chǎn)生的磁通同時(shí)要與線圈產(chǎn)生的磁通同時(shí)要與線圈A交鏈，同樣，交鏈，同樣，線圈線圈A產(chǎn)生的磁通同時(shí)要與線圈產(chǎn)生的磁通同時(shí)要與線圈B交鏈。交鏈。n這部分相互交鏈的磁通稱為這部分相互交鏈的磁通稱為互感磁通互感磁通。n在圖在圖1-1中，因勵(lì)磁磁通中，因勵(lì)磁磁通mB全部與線圈全部與線圈A交鏈，交鏈，故電流故電流iB在線圈在線圈A中產(chǎn)生的互感磁鏈中產(chǎn)生的互感磁鏈mAB為為n定義線圈定義線圈B對(duì)線圈對(duì)線圈A的互感的互感LAB為為ABBAmBmBmABNNiN (1-28) BmABABiL (1-29) 32/240n由式由式(1-28)和式和式(1-29)，可得，可得n同理

20、，定義線圈同理，定義線圈A對(duì)線圈對(duì)線圈B的互感的互感LBA為為 BAABNNL(1-30) AmBABAiL (1-31) n同樣，有同樣，有 BABANNL(1-32) n由式由式(1-30)和式和式(1-32)，可知，線圈，可知，線圈A和線圈和線圈B的互感相等，即的互感相等，即 BABAABNNLL33/240n在圖在圖1-1中，當(dāng)電流中，當(dāng)電流iA和和iB方向同為正時(shí)，兩者方向同為正時(shí)，兩者產(chǎn)生的勵(lì)磁磁場(chǎng)方向一致，因此兩線圈互感為產(chǎn)生的勵(lì)磁磁場(chǎng)方向一致，因此兩線圈互感為正值，若改變的正值，若改變的iA或或iB正方向，或者改變其中正方向，或者改變其中一個(gè)線圈的繞向，則兩者的互感便成為負(fù)值。

21、一個(gè)線圈的繞向，則兩者的互感便成為負(fù)值。n如果，如果，NA=NB，則有，則有LmA=LmB=LAB=LBA，即，即，兩線圈不僅勵(lì)磁電感相等，而且勵(lì)磁電感與互兩線圈不僅勵(lì)磁電感相等，而且勵(lì)磁電感與互感也相等。感也相等。34/240n線圈線圈A和和B的全磁鏈的全磁鏈A和和B可表示為可表示為n感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) eA和和 eB分別為分別為BABAABABAmAAAAiLiLiLiLiL ABABBABABmBBBBiLiLiLiLiL (1-34) (1-33) dideAA dideBB (1-35) (1-36) 35/240n在時(shí)間在時(shí)間dt內(nèi)，由外部電源輸入鐵芯線圈內(nèi)，由外部電源輸入鐵芯線

22、圈A和和B的凈電能的凈電能dWe為為n由電源輸入的凈電能由電源輸入的凈電能dWe將全部轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能將全部轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能量的增量，即有量的增量，即有BBAABBAABBAAedididtidtdidtddtieiedW(1-37) BBAAmdididW (1-38) n當(dāng)兩個(gè)線圈磁鏈由當(dāng)兩個(gè)線圈磁鏈由0分別增長(zhǎng)為分別增長(zhǎng)為A和和B時(shí)，整時(shí)，整個(gè)電磁裝置的磁場(chǎng)能量為個(gè)電磁裝置的磁場(chǎng)能量為 didiWBABABAm00,(1-39) 36/240n表明，磁能表明，磁能Wm為為A和和B的函數(shù)的函數(shù)n若以電流為自變量，可得磁共能若以電流為自變量，可得磁共能Wm為為n顯然，磁共能是顯然，磁共能是iA和和i

23、B的函數(shù)。的函數(shù)。n可以證明，磁能和磁共能之和為可以證明，磁能和磁共能之和為didiiiWBAiBiABAm00, (1-40) BBAAiBiABAmmiididididiWWBABA 0000(1-41) 37/240n若磁路為線性，則有若磁路為線性，則有BBAAmmiiWW 2121(1-42) n可得可得222121BBBAABAAmmiLiiLiLWW(1-43) 38/2401.1.2 機(jī)電能量轉(zhuǎn)換機(jī)電能量轉(zhuǎn)換n對(duì)于圖對(duì)于圖1-1所示的電磁裝置，當(dāng)線圈所示的電磁裝置，當(dāng)線圈A和和B分別分別接到電源上時(shí)，只能進(jìn)行電能和磁能之間的轉(zhuǎn)接到電源上時(shí)，只能進(jìn)行電能和磁能之間的轉(zhuǎn)換。換。n改變

24、電流改變電流iA和和iB，只能增加和減少磁場(chǎng)能量，只能增加和減少磁場(chǎng)能量，而不能將磁場(chǎng)能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，也就無(wú)法將而不能將磁場(chǎng)能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，也就無(wú)法將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。n這是因?yàn)檠b置是靜止的，其中沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部分。這是因?yàn)檠b置是靜止的，其中沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部分。 若將磁場(chǎng)能量釋放出來(lái)轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，前提條若將磁場(chǎng)能量釋放出來(lái)轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，前提條件是要有可運(yùn)動(dòng)的部件。件是要有可運(yùn)動(dòng)的部件。 39/240n現(xiàn)將該電磁裝置改裝現(xiàn)將該電磁裝置改裝為如圖為如圖1-6所示的具有所示的具有定、轉(zhuǎn)子繞組和氣隙定、轉(zhuǎn)子繞組和氣隙的機(jī)電裝置，的機(jī)電裝置，n定、轉(zhuǎn)子間氣隙是均定、轉(zhuǎn)子間氣隙是均勻的，定、轉(zhuǎn)子

25、鐵芯勻的，定、轉(zhuǎn)子鐵芯均由鐵磁材料構(gòu)成。均由鐵磁材料構(gòu)成。n將線圈將線圈B嵌放在轉(zhuǎn)子槽嵌放在轉(zhuǎn)子槽中，成為中，成為轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組，而將線圈而將線圈A嵌放在定子嵌放在定子槽中，成為槽中，成為定子繞組定子繞組。n圖圖1-6 具有定、具有定、轉(zhuǎn)子繞組和氣隙轉(zhuǎn)子繞組和氣隙的機(jī)電裝置的機(jī)電裝置 40/240n假定，定子、轉(zhuǎn)子繞組匝數(shù)相同，即有假定，定子、轉(zhuǎn)子繞組匝數(shù)相同，即有NA=NB。定、轉(zhuǎn)子間單邊氣隙長(zhǎng)度為定、轉(zhuǎn)子間單邊氣隙長(zhǎng)度為g，總氣隙，總氣隙=2g。n為簡(jiǎn)化計(jì)，忽略定、轉(zhuǎn)子鐵芯磁路的磁阻，認(rèn)為簡(jiǎn)化計(jì)，忽略定、轉(zhuǎn)子鐵芯磁路的磁阻，認(rèn)為磁場(chǎng)能量就全部?jī)?chǔ)存在氣隙中。為磁場(chǎng)能量就全部?jī)?chǔ)存在氣隙中。n

26、圖圖1-6中，給出了繞組中，給出了繞組A和和B中電流的正方向。中電流的正方向。當(dāng)電流當(dāng)電流iA為正時(shí)，繞組為正時(shí)，繞組A在氣隙中產(chǎn)生的徑向在氣隙中產(chǎn)生的徑向勵(lì)磁磁場(chǎng)其方向由上至下，且假定為正弦分布勵(lì)磁磁場(chǎng)其方向由上至下，且假定為正弦分布(或取其基波磁場(chǎng)或取其基波磁場(chǎng))，將該磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度幅值，將該磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度幅值所在處的徑向線稱為所在處的徑向線稱為磁場(chǎng)軸線磁場(chǎng)軸線s，又將，又將s定義為定義為該線圈的軸線。該線圈的軸線。 41/240n同理，將繞組同理，將繞組B中正向電流中正向電流iB在氣隙中產(chǎn)生的在氣隙中產(chǎn)生的徑向基波磁場(chǎng)軸線定義為徑向基波磁場(chǎng)軸線定義為轉(zhuǎn)子繞組的軸線轉(zhuǎn)子繞組的軸線r。n取取

27、s軸為空間參考軸，軸為空間參考軸，電角度電角度r為轉(zhuǎn)子位置角為轉(zhuǎn)子位置角， 因因r是以轉(zhuǎn)子反時(shí)針旋轉(zhuǎn)而確定的，故轉(zhuǎn)速正是以轉(zhuǎn)子反時(shí)針旋轉(zhuǎn)而確定的，故轉(zhuǎn)速正方向應(yīng)為反時(shí)針?lè)较?，電磁轉(zhuǎn)矩正方向應(yīng)與轉(zhuǎn)方向應(yīng)為反時(shí)針?lè)较颍姶呸D(zhuǎn)矩正方向應(yīng)與轉(zhuǎn)速正方向相同，也為反時(shí)針?lè)较颉Ｋ僬较蛳嗤?，也為反時(shí)針?lè)较颉因氣隙均勻，故轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時(shí)，定、轉(zhuǎn)子繞組因氣隙均勻，故轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時(shí)，定、轉(zhuǎn)子繞組勵(lì)磁電感勵(lì)磁電感LmA和和LmB保持不變，又因繞組保持不變，又因繞組A和和B的匝數(shù)相同，固有的匝數(shù)相同，固有LmA=LmB。 42/240n雖然繞組雖然繞組A和和B的的LmA和和LmB與原來(lái)相同，但，與原來(lái)相同，但，繞組繞組

28、A和和B間的互感間的互感LAB不再是常值，而是轉(zhuǎn)子不再是常值，而是轉(zhuǎn)子位置位置r的函數(shù)，對(duì)于基波磁場(chǎng)而言，可得的函數(shù)，對(duì)于基波磁場(chǎng)而言，可得LAB(r)和和LBA(r)為為 rABrBArABMLL cos(1-44) n式中，式中，MAB互感最大值互感最大值(MAB0)。n當(dāng)定、轉(zhuǎn)子繞組軸線一致時(shí)，繞組當(dāng)定、轉(zhuǎn)子繞組軸線一致時(shí)，繞組A和和B處于處于全耦合狀態(tài)，兩者間的互感全耦合狀態(tài)，兩者間的互感MAB達(dá)到最大值，達(dá)到最大值，顯然有顯然有MAB = LmA=LmB。43/240n與圖與圖1-1所示的電磁裝置相比，在圖所示的電磁裝置相比，在圖1-6所示的所示的機(jī)電裝置中，磁能機(jī)電裝置中，磁能Wm

29、不僅是不僅是A和和B的函數(shù)，的函數(shù)，同時(shí)又是轉(zhuǎn)角同時(shí)又是轉(zhuǎn)角r的函數(shù)；的函數(shù)；n磁共能磁共能Wm不僅為不僅為iA和和iB的函數(shù)，同時(shí)還是轉(zhuǎn)角的函數(shù)，同時(shí)還是轉(zhuǎn)角r的函數(shù)。即有的函數(shù)。即有 rBAmmWW ,rBAmmiiWW ,n于是，由于磁鏈和轉(zhuǎn)子位置變化而引起的磁能于是，由于磁鏈和轉(zhuǎn)子位置變化而引起的磁能變化變化 dWm(全微分全微分)應(yīng)為應(yīng)為rrmBBmAAmmdWdWdWdW (1-45) 44/240n由式由式(1-38)，可將式，可將式(1-45)改寫為改寫為n同理，由于定、轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子位置變化引起同理，由于定、轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子位置變化引起的磁共能變化的磁共能變化 dWm (全微分

30、全微分)可表示為可表示為rrmBBAAmdWdididW (1-46a) rrmBBAArrmBBmAAmmdWdididWdiiWdiiWWd (1-46b) n與式與式(1-38)相比，多出了第三項(xiàng)，它是由轉(zhuǎn)子角相比，多出了第三項(xiàng)，它是由轉(zhuǎn)子角位移引起的磁能變化。就是說(shuō)，轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)如位移引起的磁能變化。就是說(shuō)，轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)如果引起了氣隙儲(chǔ)能變化，那么在磁場(chǎng)儲(chǔ)能變化果引起了氣隙儲(chǔ)能變化，那么在磁場(chǎng)儲(chǔ)能變化過(guò)程中，將會(huì)有部分磁場(chǎng)能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。過(guò)程中，將會(huì)有部分磁場(chǎng)能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。45/240n設(shè)想在設(shè)想在dt時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)微小電角度時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)微小電角度dr (虛位移或?qū)嶋H位移虛

31、位移或?qū)嶋H位移)，若在轉(zhuǎn)過(guò)，若在轉(zhuǎn)過(guò)dr的同時(shí)引起的同時(shí)引起了系統(tǒng)磁能的變化，則轉(zhuǎn)子上將受到電磁力了系統(tǒng)磁能的變化，則轉(zhuǎn)子上將受到電磁力te的作用，電磁轉(zhuǎn)矩為克服機(jī)械轉(zhuǎn)矩所做的機(jī)械的作用，電磁轉(zhuǎn)矩為克服機(jī)械轉(zhuǎn)矩所做的機(jī)械功功 dWmech，即有，即有remechdtdW n根據(jù)能量守恒原理，機(jī)電系統(tǒng)的能量關(guān)系應(yīng)為根據(jù)能量守恒原理，機(jī)電系統(tǒng)的能量關(guān)系應(yīng)為remmechmedtdWdWdWdW (1-47) 46/240n式式(1-47)中，等式左端為中，等式左端為dt時(shí)間內(nèi)輸入系統(tǒng)的時(shí)間內(nèi)輸入系統(tǒng)的凈電能；凈電能；n等式右端第一項(xiàng)為等式右端第一項(xiàng)為dt時(shí)間內(nèi)磁場(chǎng)吸收的總磁能，時(shí)間內(nèi)磁場(chǎng)吸收的總磁

32、能，這里忽略了鐵芯磁路的介質(zhì)損耗這里忽略了鐵芯磁路的介質(zhì)損耗(不計(jì)鐵磁材不計(jì)鐵磁材料的渦流和磁滯損耗料的渦流和磁滯損耗)；n等式右端第二項(xiàng)為等式右端第二項(xiàng)為dt時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的總時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的總能量。能量。n將式將式(1-37)和式和式(1-46a)代入式代入式(1-47)，則有，則有rrmrrmBBAABBAAmeredWdWdididididWdWdt (1-48) 47/240n式式(1-49)表明，當(dāng)轉(zhuǎn)子因微小角位移引起系統(tǒng)表明，當(dāng)轉(zhuǎn)子因微小角位移引起系統(tǒng)磁能變化時(shí)磁能變化時(shí)(將磁鏈約束為常值將磁鏈約束為常值)，轉(zhuǎn)子上將受，轉(zhuǎn)子上將受到電磁轉(zhuǎn)矩的作用。到電磁轉(zhuǎn)矩的作用。n電磁

33、轉(zhuǎn)矩方向應(yīng)為在恒磁鏈下使系統(tǒng)磁能趨向電磁轉(zhuǎn)矩方向應(yīng)為在恒磁鏈下使系統(tǒng)磁能趨向減小的方向。減小的方向。n這是以兩繞組磁鏈和轉(zhuǎn)角為自變量時(shí)的轉(zhuǎn)矩表這是以兩繞組磁鏈和轉(zhuǎn)角為自變量時(shí)的轉(zhuǎn)矩表達(dá)式。達(dá)式。rrBAmeWt ,(1-49) 48/240n由式由式(1-37)和式和式(1-41)，可得，可得n將式將式(1-46b)代入式代入式(1-50)，則有，則有mBBAABBAAmereWiiddididWdWdt mBBAAWddidi (1-50) rrBAmeiiWt,(1-51) n表明，當(dāng)轉(zhuǎn)子因微小角位移引起系統(tǒng)磁能變化表明，當(dāng)轉(zhuǎn)子因微小角位移引起系統(tǒng)磁能變化時(shí)時(shí)(將電流約束為常值將電流約束為

34、常值)，轉(zhuǎn)子上將受到電磁轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子上將受到電磁轉(zhuǎn)矩的作用，電磁轉(zhuǎn)矩方向應(yīng)為在恒定電流下使矩的作用，電磁轉(zhuǎn)矩方向應(yīng)為在恒定電流下使系統(tǒng)磁共能趨向增加的方向。系統(tǒng)磁共能趨向增加的方向。49/240n式式(1-49)和式和式(1-51)對(duì)線性和非線性磁路均適用，對(duì)線性和非線性磁路均適用，具有普遍性。具有普遍性。n在此兩中，當(dāng)在此兩中，當(dāng)Wm和和Wm對(duì)對(duì)r求偏導(dǎo)數(shù)時(shí)，令磁求偏導(dǎo)數(shù)時(shí)，令磁鏈或電流為常值，這只是因自變量選擇帶來(lái)的鏈或電流為常值，這只是因自變量選擇帶來(lái)的一種數(shù)學(xué)約束，并不是對(duì)系統(tǒng)實(shí)際進(jìn)行的電磁一種數(shù)學(xué)約束，并不是對(duì)系統(tǒng)實(shí)際進(jìn)行的電磁約束。約束。n忽略鐵芯磁路磁阻，圖忽略鐵芯磁路磁阻，圖1-6

35、所示的機(jī)電裝置的所示的機(jī)電裝置的磁場(chǎng)儲(chǔ)能可表示為磁場(chǎng)儲(chǔ)能可表示為 222121BBBArABAAmmiLiiLiLWW (1-52) 50/240n對(duì)比式對(duì)比式(1-43)和式和式(1-52)可以看出，式可以看出，式(1-52)中中的互感的互感LAB為轉(zhuǎn)角為轉(zhuǎn)角r的函數(shù)，此時(shí)磁場(chǎng)儲(chǔ)能將的函數(shù)，此時(shí)磁場(chǎng)儲(chǔ)能將隨轉(zhuǎn)子角位移而變化。隨轉(zhuǎn)子角位移而變化。n顯然，對(duì)于式顯然，對(duì)于式(1-52)，利用磁共能求取電磁轉(zhuǎn)，利用磁共能求取電磁轉(zhuǎn)矩更容易。將式矩更容易。將式(1-52)代入式代入式(1-51)，可得，可得n對(duì)于圖對(duì)于圖1-6所示的轉(zhuǎn)子位置，電磁轉(zhuǎn)矩方向應(yīng)所示的轉(zhuǎn)子位置，電磁轉(zhuǎn)矩方向應(yīng)使使r減小，使

36、磁共能減小，使磁共能Wm趨向增加，因此實(shí)際趨向增加，因此實(shí)際轉(zhuǎn)矩方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?。轉(zhuǎn)矩方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颉?rABBArrABBAeMiiLiit sin(1-53) 51/240n在圖在圖1-6中，已設(shè)定電磁轉(zhuǎn)矩中，已設(shè)定電磁轉(zhuǎn)矩 te正方向?yàn)槟鏁r(shí)針正方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍谌鐖D所示的時(shí)刻，式方向，在如圖所示的時(shí)刻，式(1-53)給出的轉(zhuǎn)給出的轉(zhuǎn)矩值為負(fù)值，說(shuō)明實(shí)際轉(zhuǎn)矩方向應(yīng)為順時(shí)針?lè)骄刂禐樨?fù)值，說(shuō)明實(shí)際轉(zhuǎn)矩方向應(yīng)為順時(shí)針?lè)较?。向。n在實(shí)際計(jì)算中，若假定在實(shí)際計(jì)算中，若假定 te正方向與正方向與r正方向相正方向相反，即為順時(shí)針?lè)较?，式反，即為順時(shí)針?lè)较颍?1-53)中的負(fù)號(hào)應(yīng)去中的負(fù)號(hào)應(yīng)去掉。掉

37、。n對(duì)比圖對(duì)比圖1-1所示的電磁裝置和圖所示的電磁裝置和圖1-6所示的機(jī)電所示的機(jī)電裝置，可以看出，后者的氣隙磁場(chǎng)已作為能使裝置，可以看出，后者的氣隙磁場(chǎng)已作為能使電能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的媒介，成為了兩者的電能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的媒介，成為了兩者的耦合場(chǎng)。耦合場(chǎng)。52/240n若轉(zhuǎn)子不動(dòng)，則若轉(zhuǎn)子不動(dòng)，則dWemech=0，由電源輸入的凈，由電源輸入的凈電能將全部轉(zhuǎn)換為磁場(chǎng)儲(chǔ)能，此時(shí)圖電能將全部轉(zhuǎn)換為磁場(chǎng)儲(chǔ)能，此時(shí)圖1-6所示所示的機(jī)電裝置就與圖的機(jī)電裝置就與圖1-1所示的電磁裝置相當(dāng)。所示的電磁裝置相當(dāng)。n若轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子角位移引起了氣隙中磁能變?nèi)艮D(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子角位移引起了氣隙中磁能變化，部分磁

38、場(chǎng)能量便會(huì)釋放出來(lái)轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。化，部分磁場(chǎng)能量便會(huì)釋放出來(lái)轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。這樣，通過(guò)耦合場(chǎng)的作用，就實(shí)現(xiàn)了電能和機(jī)這樣，通過(guò)耦合場(chǎng)的作用，就實(shí)現(xiàn)了電能和機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)換。此時(shí)，繞組械能之間的轉(zhuǎn)換。此時(shí)，繞組A和和B中產(chǎn)生的中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eA和和eB分別為分別為 BrABAAAAiLiLdtddtde dtdLidtdiLdtdiLrrrABBBrABAA (1-54) 53/240n以上兩式中，當(dāng)以上兩式中，當(dāng)r =常值，等式右端括號(hào)內(nèi)第常值，等式右端括號(hào)內(nèi)第一項(xiàng)和第二項(xiàng)是由電流變化所引起的感應(yīng)電動(dòng)一項(xiàng)和第二項(xiàng)是由電流變化所引起的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，稱為勢(shì)，稱為變壓器電動(dòng)勢(shì)變壓器電動(dòng)勢(shì)；

39、n括號(hào)內(nèi)第三項(xiàng)是因轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)使繞組括號(hào)內(nèi)第三項(xiàng)是因轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)使繞組A和和B相對(duì)相對(duì)位置發(fā)生位移位置發(fā)生位移(r 變化變化)而引起的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而引起的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，稱為稱為運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)。(1-55) ArABBBBBiLiLdtddtde dtdLidtdiLdtdiLrrrABAArABBB 54/240n在在dt時(shí)間內(nèi)，由電源輸入繞組時(shí)間內(nèi)，由電源輸入繞組A和和B的凈電能的凈電能為為 n右端的前兩項(xiàng)是由電流右端的前兩項(xiàng)是由電流iA和和iB變化引起的變壓變化引起的變壓器電動(dòng)勢(shì)所吸收的電能，最后一項(xiàng)是由轉(zhuǎn)子旋器電動(dòng)勢(shì)所吸收的電能，最后一項(xiàng)是由轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)引起的運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)吸收的電能。轉(zhuǎn)引起的運(yùn)動(dòng)電

40、動(dòng)勢(shì)吸收的電能。n由式由式(1-53)，可得，可得dt時(shí)間內(nèi)由磁場(chǎng)儲(chǔ)能轉(zhuǎn)換的時(shí)間內(nèi)由磁場(chǎng)儲(chǔ)能轉(zhuǎn)換的機(jī)械能為機(jī)械能為 rrrABBABBAABBAAedLiidididteieidW 2(1-56) rrrABBAremechdLiidtdW (1-57) 55/240n由式由式(1-56)和式和式(1-57)，可得，可得n由式由式(1-56)式式(1-58)可知，時(shí)間可知，時(shí)間dt內(nèi)磁場(chǎng)的能內(nèi)磁場(chǎng)的能量變化，是由繞組量變化，是由繞組A和和B中變壓器電動(dòng)勢(shì)從電中變壓器電動(dòng)勢(shì)從電源所吸收的全部電能加之運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)從電源所源所吸收的全部電能加之運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)從電源所吸收電能的吸收電能的1/2所提供；所提供

41、；n由運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)吸收的另外由運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)吸收的另外1/2電能則成為轉(zhuǎn)換電能則成為轉(zhuǎn)換功率，這部分功率由電能轉(zhuǎn)換為了機(jī)械功率。功率，這部分功率由電能轉(zhuǎn)換為了機(jī)械功率。 rrrABBABBAAmechemdLiidididWdWdW (1-58) 56/240n由此可見(jiàn)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是耦合場(chǎng)從電源吸由此可見(jiàn)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是耦合場(chǎng)從電源吸收電能的必要條件；產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)是通過(guò)耦收電能的必要條件；產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)是通過(guò)耦合場(chǎng)實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。合場(chǎng)實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。 n與此同時(shí)，轉(zhuǎn)子在耦合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)將產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)與此同時(shí)，轉(zhuǎn)子在耦合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)將產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩構(gòu)成了一對(duì)機(jī)電耦矩，

42、運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩構(gòu)成了一對(duì)機(jī)電耦合項(xiàng)，是機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的核心部分。合項(xiàng)，是機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的核心部分。57/2401.1.3 電磁轉(zhuǎn)矩的生成電磁轉(zhuǎn)矩的生成n通過(guò)圖通過(guò)圖1-6的繞組的繞組B的兩的兩個(gè)線圈邊個(gè)線圈邊B-B所受的磁所受的磁場(chǎng)力來(lái)計(jì)算電磁轉(zhuǎn)矩。場(chǎng)力來(lái)計(jì)算電磁轉(zhuǎn)矩。n如圖如圖1-7所示，所示，BmA(r)是定子繞組是定子繞組A在氣隙中在氣隙中建立的徑向勵(lì)磁磁場(chǎng)，建立的徑向勵(lì)磁磁場(chǎng)，為正弦分布。為正弦分布。n圖圖1-7 定子繞組建定子繞組建立的正弦分布徑向立的正弦分布徑向勵(lì)磁磁場(chǎng)勵(lì)磁磁場(chǎng)58/240n根據(jù)根據(jù)“Bli”觀點(diǎn)，對(duì)于線圈邊觀點(diǎn)，對(duì)于線圈邊B，可得，可得n式中，式中，feB為線圈

43、邊為線圈邊B所受的磁場(chǎng)力；所受的磁場(chǎng)力；lr是轉(zhuǎn)子是轉(zhuǎn)子的有效長(zhǎng)度。的有效長(zhǎng)度。n勵(lì)磁磁通勵(lì)磁磁通mA可表示為可表示為rmArBBeBBliNf sinmax(1-59) maxmax2mArrrmAmABlDlB (1-60) n式中，式中，為極距；為極距；Dr為轉(zhuǎn)子外徑，為轉(zhuǎn)子外徑，Dr=2。59/240n將式將式(1-60)代入式代入式(1-59)，則有，則有rBmABreBiNDf sin1(1-61) n勵(lì)磁磁通勵(lì)磁磁通mA鏈過(guò)繞組鏈過(guò)繞組A的磁鏈的磁鏈mA為為AABmABmAAmAiMNN AABBmAiMN1 (1-62) (1-63) n將式將式(1-63)代入式代入式(1-6

44、1)，可得，可得rABBAreBMiiDf sin1(1-64) 60/240n線圈邊線圈邊B所受的磁場(chǎng)力所受的磁場(chǎng)力feB與與feB大小相等方向大小相等方向相同，即相同，即(1-65) rABBArBeMiiDf sin1n于是，可得繞組于是，可得繞組B產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩rABBAeBeBreMiiffDt sin2n上式表明，對(duì)于圖上式表明，對(duì)于圖1-6所示的機(jī)電裝置，采用所示的機(jī)電裝置，采用“磁場(chǎng)磁場(chǎng)”觀點(diǎn)或者觀點(diǎn)或者“Bli”觀點(diǎn)，來(lái)計(jì)算電磁轉(zhuǎn)觀點(diǎn)，來(lái)計(jì)算電磁轉(zhuǎn)矩會(huì)得到相同的結(jié)果矩會(huì)得到相同的結(jié)果與式與式(1-53)相比相比。61/240n在圖在圖1-7中，繞組中，繞組B的兩

45、的兩個(gè)線圈個(gè)線圈BB通入電流通入電流iB后，同樣會(huì)在氣隙中后，同樣會(huì)在氣隙中建立起正弦分布的徑向建立起正弦分布的徑向勵(lì)磁磁場(chǎng)，如圖勵(lì)磁磁場(chǎng)，如圖1-8所所示。圖中，定、轉(zhuǎn)子徑示。圖中，定、轉(zhuǎn)子徑向磁場(chǎng)的軸線分別為向磁場(chǎng)的軸線分別為s和和r。n圖圖1-8 定、轉(zhuǎn)子繞定、轉(zhuǎn)子繞組建立的正弦分布組建立的正弦分布徑向勵(lì)磁磁場(chǎng)徑向勵(lì)磁磁場(chǎng)62/240n設(shè)定電磁轉(zhuǎn)矩正方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颍蓪⑹皆O(shè)定電磁轉(zhuǎn)矩正方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，可將?1-53)改寫為改寫為rmBmAmrBmAmmeLiLiLLt sin1sin1(1-66) n式中，式中，Lm=MAB=LmA=LmB；mA和和mB分別為繞分別為繞組組A和繞組

46、和繞組B自身產(chǎn)生的勵(lì)磁磁鏈。自身產(chǎn)生的勵(lì)磁磁鏈。n由式由式(1-60)，可知，可知ArmAAmAmANlBN max2BrmBBmBmBNlBN max263/240n在機(jī)電裝置結(jié)構(gòu)確定后，在機(jī)電裝置結(jié)構(gòu)確定后，mA和和mB僅決定于僅決定于磁場(chǎng)幅值磁場(chǎng)幅值BmAmax和和BmBmax。可以說(shuō)，式?？梢哉f(shuō)，式(1-66)中，中，mA和和mB分別代表了定、轉(zhuǎn)子繞組分別代表了定、轉(zhuǎn)子繞組A和和B產(chǎn)生產(chǎn)生的徑向磁場(chǎng)，的徑向磁場(chǎng)，r是兩個(gè)磁場(chǎng)軸線的空間相位角是兩個(gè)磁場(chǎng)軸線的空間相位角(電角度電角度)。n所以，電磁轉(zhuǎn)矩又可看成是定、轉(zhuǎn)子正弦分布所以，電磁轉(zhuǎn)矩又可看成是定、轉(zhuǎn)子正弦分布徑向勵(lì)磁磁場(chǎng)相互作用的

47、結(jié)果。徑向勵(lì)磁磁場(chǎng)相互作用的結(jié)果。n圖圖1-8中，當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組中電流中，當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組中電流iB為零時(shí)，氣隙磁為零時(shí)，氣隙磁場(chǎng)僅為由定子電流場(chǎng)僅為由定子電流iA建立的勵(lì)磁磁場(chǎng)，其磁場(chǎng)建立的勵(lì)磁磁場(chǎng)，其磁場(chǎng)軸線即為軸線即為s軸。軸。64/240n當(dāng)轉(zhuǎn)子電流當(dāng)轉(zhuǎn)子電流iB不為零時(shí)，產(chǎn)生了轉(zhuǎn)子勵(lì)磁磁場(chǎng)，不為零時(shí)，產(chǎn)生了轉(zhuǎn)子勵(lì)磁磁場(chǎng)， 它與定子勵(lì)磁磁場(chǎng)共同作用產(chǎn)生了新的氣隙磁它與定子勵(lì)磁磁場(chǎng)共同作用產(chǎn)生了新的氣隙磁場(chǎng)。場(chǎng)。n當(dāng)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁磁場(chǎng)軸線當(dāng)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁磁場(chǎng)軸線r與定子勵(lì)磁磁場(chǎng)與定子勵(lì)磁磁場(chǎng)s一致時(shí)一致時(shí)(r=0o)，電磁轉(zhuǎn)矩為零，此時(shí)可視為氣隙磁場(chǎng)，電磁轉(zhuǎn)矩為零，此時(shí)可視為氣隙磁場(chǎng)軸線沒(méi)有發(fā)生偏移。軸線沒(méi)有

48、發(fā)生偏移。n或者說(shuō)，只有在轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)作用下，使氣隙磁場(chǎng)或者說(shuō)，只有在轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)作用下，使氣隙磁場(chǎng)軸線發(fā)生偏移時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。軸線發(fā)生偏移時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。n氣隙磁場(chǎng)的氣隙磁場(chǎng)的“畸變畸變”是轉(zhuǎn)矩生成的的必要條件，是轉(zhuǎn)矩生成的的必要條件，也是機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的必然現(xiàn)象。也是機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的必然現(xiàn)象。65/240n電磁轉(zhuǎn)矩作用方向?yàn)槭罐D(zhuǎn)子勵(lì)磁磁場(chǎng)軸線與定電磁轉(zhuǎn)矩作用方向?yàn)槭罐D(zhuǎn)子勵(lì)磁磁場(chǎng)軸線與定子勵(lì)磁磁場(chǎng)軸線趨向一致子勵(lì)磁磁場(chǎng)軸線趨向一致(r=0o)，力求減小和，力求減小和消除氣隙磁場(chǎng)的畸變。消除氣隙磁場(chǎng)的畸變。n可將式可將式(1-65) 改寫為改寫為 rBmAeit sin(1-67) n上式在形

49、式上反映了轉(zhuǎn)矩生成是因?yàn)檩d流導(dǎo)體上式在形式上反映了轉(zhuǎn)矩生成是因?yàn)檩d流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中會(huì)受到磁場(chǎng)力的作用。在磁場(chǎng)中會(huì)受到磁場(chǎng)力的作用。n式式(1-66)在形式上反映了電磁轉(zhuǎn)矩也可看成是在形式上反映了電磁轉(zhuǎn)矩也可看成是定、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)間相互作用的結(jié)果。定、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)間相互作用的結(jié)果。n兩者從不同角度表達(dá)了電磁轉(zhuǎn)矩的生成及其實(shí)兩者從不同角度表達(dá)了電磁轉(zhuǎn)矩的生成及其實(shí)質(zhì)，質(zhì)， 所得結(jié)果是一致的。所得結(jié)果是一致的。 66/240n在圖在圖1-8中，在保持中，在保持iA和和iB不變情況下，若不變情況下，若r=90o(電角度電角度)，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁磁場(chǎng)軸線便與定子，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁磁場(chǎng)軸線便與定子勵(lì)磁磁場(chǎng)軸線正交，此時(shí)在轉(zhuǎn)子勵(lì)磁磁

50、場(chǎng)作用勵(lì)磁磁場(chǎng)軸線正交，此時(shí)在轉(zhuǎn)子勵(lì)磁磁場(chǎng)作用下，轉(zhuǎn)矩達(dá)最大值。下，轉(zhuǎn)矩達(dá)最大值。n而而 從從“Bli”角度看，轉(zhuǎn)子在此位置時(shí)，線圈邊角度看，轉(zhuǎn)子在此位置時(shí)，線圈邊B-B所受的磁場(chǎng)力也最大，所受的磁場(chǎng)力也最大， 自然轉(zhuǎn)矩也達(dá)最自然轉(zhuǎn)矩也達(dá)最大值。大值。67/240n下面討論磁阻轉(zhuǎn)矩的生成，如圖下面討論磁阻轉(zhuǎn)矩的生成，如圖1-9所示。所示。n在圖在圖1-9中，只畫出了定子鐵心的部分磁路，中，只畫出了定子鐵心的部分磁路，而且轉(zhuǎn)子鐵心上沒(méi)有安裝繞組，氣隙磁場(chǎng)是僅而且轉(zhuǎn)子鐵心上沒(méi)有安裝繞組，氣隙磁場(chǎng)是僅由定子繞組產(chǎn)生的。由定子繞組產(chǎn)生的。n與圖與圖1-6所示不同，這里的轉(zhuǎn)子為凸極式結(jié)構(gòu)，所示不同，這里

51、的轉(zhuǎn)子為凸極式結(jié)構(gòu)，此時(shí)電機(jī)氣隙不再是均勻的。此時(shí)電機(jī)氣隙不再是均勻的。n當(dāng)當(dāng)r=0o 時(shí)，轉(zhuǎn)子凸極軸線時(shí)，轉(zhuǎn)子凸極軸線d與定子繞組軸線與定子繞組軸線s重合，此時(shí)氣隙磁導(dǎo)最大，將轉(zhuǎn)子在此位置時(shí)重合，此時(shí)氣隙磁導(dǎo)最大，將轉(zhuǎn)子在此位置時(shí)的定子繞組的自感定義為的定子繞組的自感定義為直軸電感直軸電感Ld。 68/240n圖圖1-9 磁阻轉(zhuǎn)矩的生成磁阻轉(zhuǎn)矩的生成na）r=0o b) r/269/240n隨著轉(zhuǎn)子反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，氣隙逐步變大，當(dāng)隨著轉(zhuǎn)子反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，氣隙逐步變大，當(dāng)r=90o時(shí)，轉(zhuǎn)子交軸與定子繞組軸線重合，此時(shí)，轉(zhuǎn)子交軸與定子繞組軸線重合，此時(shí)氣隙磁導(dǎo)最小，將轉(zhuǎn)子在此位置時(shí)定子繞組時(shí)氣隙

52、磁導(dǎo)最小，將轉(zhuǎn)子在此位置時(shí)定子繞組的自感定義為的自感定義為交軸電感交軸電感Lq。n轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，定子繞組自感轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，定子繞組自感LA值要在值要在Ld和和Lq之間變化，其變化曲線如圖之間變化，其變化曲線如圖1-10所示。所示。n當(dāng)當(dāng)r=0o或或r=180o時(shí)，時(shí)，LA達(dá)到最大值達(dá)到最大值Ld；n當(dāng)當(dāng)r=90o或或r=270o時(shí)，時(shí)，LA達(dá)到最小值達(dá)到最小值Ld。n實(shí)際上，實(shí)際上，Ld和和Ld間的變化規(guī)律不是正弦的，當(dāng)間的變化規(guī)律不是正弦的，當(dāng)僅計(jì)及其基波分量時(shí)，可以認(rèn)為它隨轉(zhuǎn)子角度僅計(jì)及其基波分量時(shí)，可以認(rèn)為它隨轉(zhuǎn)子角度r按正弦規(guī)律變化，即有按正弦規(guī)律變化，即有70/240n式中式

53、中 rrALLL 2cos0(1-68) n圖圖1-10 定子繞組自定子繞組自感變化曲線感變化曲線qdLLL210qdLLL2171/240n式式(1-68)表明，定子繞組電感有一個(gè)平均值表明，定子繞組電感有一個(gè)平均值L0和一個(gè)幅值為和一個(gè)幅值為L(zhǎng)的正弦變化量，的正弦變化量， 其中其中L0與氣與氣隙平均磁導(dǎo)相對(duì)應(yīng)隙平均磁導(dǎo)相對(duì)應(yīng)(這里假定定子漏磁導(dǎo)不變這里假定定子漏磁導(dǎo)不變)，L與氣隙磁導(dǎo)的變化幅度相對(duì)應(yīng)，氣隙磁導(dǎo)與氣隙磁導(dǎo)的變化幅度相對(duì)應(yīng)，氣隙磁導(dǎo)的變化周期為的變化周期為。n對(duì)于圖對(duì)于圖1-9所示的機(jī)電裝置，可將式所示的機(jī)電裝置，可將式(1-52) 表示表示為為221ArAmmiLWW (1

54、-69) n將式將式( 1-69)代入式代入式( 1-51 )，可得，可得rAqdrAeiLLLit 2sin)(212sin22(1-70) 72/240n轉(zhuǎn)矩方向應(yīng)使系統(tǒng)磁共能趨向增大的方向。此轉(zhuǎn)矩方向應(yīng)使系統(tǒng)磁共能趨向增大的方向。此轉(zhuǎn)矩不是由于轉(zhuǎn)子繞組勵(lì)磁引起的，而是由于轉(zhuǎn)矩不是由于轉(zhuǎn)子繞組勵(lì)磁引起的，而是由于轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)使氣隙磁導(dǎo)發(fā)生變化引起的，將由此轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)使氣隙磁導(dǎo)發(fā)生變化引起的，將由此產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩稱為產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩稱為磁阻轉(zhuǎn)矩磁阻轉(zhuǎn)矩。n相應(yīng)地將由轉(zhuǎn)子勵(lì)磁產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩稱為相應(yīng)地將由轉(zhuǎn)子勵(lì)磁產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩稱為勵(lì)磁勵(lì)磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩。n如圖如圖1-9所示，式所示，式(1-70)中的中的r

55、是按轉(zhuǎn)子反時(shí)針是按轉(zhuǎn)子反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)而確定的，方向旋轉(zhuǎn)而確定的， 轉(zhuǎn)矩的正方向與轉(zhuǎn)矩的正方向與r 正方正方向相同，也為反時(shí)針?lè)较颉Ｏ蛳嗤?，也為反時(shí)針?lè)较颉在圖在圖1-9b所示的時(shí)刻，式所示的時(shí)刻，式( 1-70)給出的轉(zhuǎn)矩為給出的轉(zhuǎn)矩為負(fù)值，表示實(shí)際轉(zhuǎn)矩方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，?shí)際負(fù)值，表示實(shí)際轉(zhuǎn)矩方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，?shí)際轉(zhuǎn)矩應(yīng)使轉(zhuǎn)矩應(yīng)使r 減小。減小。73/240n若設(shè)定順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檗D(zhuǎn)矩正方向，可將電磁轉(zhuǎn)若設(shè)定順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檗D(zhuǎn)矩正方向，可將電磁轉(zhuǎn)矩表示為矩表示為n由圖由圖1-9a可以看出，當(dāng)可以看出，當(dāng)r=0o時(shí)，氣隙磁場(chǎng)的軸時(shí)，氣隙磁場(chǎng)的軸線沒(méi)有產(chǎn)生偏移，即氣隙磁場(chǎng)沒(méi)發(fā)生畸變，不線沒(méi)有產(chǎn)生偏移，即

56、氣隙磁場(chǎng)沒(méi)發(fā)生畸變，不會(huì)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩；會(huì)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩；n當(dāng)當(dāng)0or90o時(shí)，如圖時(shí)，如圖1-9b所示，由于轉(zhuǎn)子位置所示，由于轉(zhuǎn)子位置發(fā)生變化，使氣隙磁場(chǎng)軸線產(chǎn)生偏移，因此產(chǎn)發(fā)生變化，使氣隙磁場(chǎng)軸線產(chǎn)生偏移，因此產(chǎn)生了電磁轉(zhuǎn)矩，電磁轉(zhuǎn)矩的方向應(yīng)使轉(zhuǎn)子趨向生了電磁轉(zhuǎn)矩，電磁轉(zhuǎn)矩的方向應(yīng)使轉(zhuǎn)子趨向恢復(fù)到圖恢復(fù)到圖1-9a的位置；的位置； rsqdeiLLt 2sin)(212(1-71) 74/240n當(dāng)當(dāng)r=90o時(shí)，雖然氣隙磁場(chǎng)軸線沒(méi)有偏移，不時(shí)，雖然氣隙磁場(chǎng)軸線沒(méi)有偏移，不會(huì)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，但是此時(shí)轉(zhuǎn)子將處于不穩(wěn)會(huì)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，但是此時(shí)轉(zhuǎn)子將處于不穩(wěn)定狀態(tài)；定狀態(tài)；n當(dāng)當(dāng)90or180o時(shí)，電磁

57、轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子反時(shí)針旋時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子反時(shí)針旋轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)；n當(dāng)當(dāng)r=180o時(shí)，轉(zhuǎn)子凸極軸線時(shí)，轉(zhuǎn)子凸極軸線d軸與軸與s軸相反，軸相反，此時(shí)情形與此時(shí)情形與r=0o時(shí)完全相同。時(shí)完全相同。n可見(jiàn)，即使沒(méi)有轉(zhuǎn)子勵(lì)磁磁場(chǎng)的作用，凸極可見(jiàn)，即使沒(méi)有轉(zhuǎn)子勵(lì)磁磁場(chǎng)的作用，凸極轉(zhuǎn)子的位置變化也會(huì)氣隙磁場(chǎng)畸變，引起磁轉(zhuǎn)子的位置變化也會(huì)氣隙磁場(chǎng)畸變，引起磁場(chǎng)儲(chǔ)能變化，從而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。場(chǎng)儲(chǔ)能變化，從而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。75/240n在電磁轉(zhuǎn)矩作用下在電磁轉(zhuǎn)矩作用下d軸總是要與軸總是要與s軸重合軸重合(r=0o或或180o)，力求減小和消除氣隙磁場(chǎng)畸變，以，力求減小和消除氣隙磁場(chǎng)畸變，以此可以判斷磁阻轉(zhuǎn)矩的作用方向。此可

58、以判斷磁阻轉(zhuǎn)矩的作用方向。 n如式如式(1-71)所示，當(dāng)定子電流所示，當(dāng)定子電流iA不變時(shí)的，磁不變時(shí)的，磁阻轉(zhuǎn)矩的最大值取決于阻轉(zhuǎn)矩的最大值取決于Ld和和Lq的差值，但與勵(lì)的差值，但與勵(lì)磁轉(zhuǎn)矩不同的是，最大磁阻轉(zhuǎn)矩不是發(fā)生在轉(zhuǎn)磁轉(zhuǎn)矩不同的是，最大磁阻轉(zhuǎn)矩不是發(fā)生在轉(zhuǎn)子子d軸與定子軸與定子s軸正交的位置，而是發(fā)生在兩者軸正交的位置，而是發(fā)生在兩者間空間相位角間空間相位角(電角度電角度)為為45o、135o等位置，因等位置，因?yàn)榇宋恢玫拇殴材艿淖兓蕿榇宋恢玫拇殴材艿淖兓? )最大。最大。rmW 76/2401.1.4 電磁轉(zhuǎn)矩的控制電磁轉(zhuǎn)矩的控制n在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)向拖動(dòng)負(fù)載提供驅(qū)在

59、電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)向拖動(dòng)負(fù)載提供驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，對(duì)負(fù)載運(yùn)動(dòng)的控制是通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)轉(zhuǎn)矩，對(duì)負(fù)載運(yùn)動(dòng)的控制是通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的控制而實(shí)現(xiàn)的，如圖磁轉(zhuǎn)矩的控制而實(shí)現(xiàn)的，如圖1-11所示。所示。n圖圖1-11 電動(dòng)機(jī)及其負(fù)載電動(dòng)機(jī)及其負(fù)載77/240n根據(jù)動(dòng)力學(xué)原理，可列寫出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程為根據(jù)動(dòng)力學(xué)原理，可列寫出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程為 n式中，式中，te為電磁轉(zhuǎn)矩；為電磁轉(zhuǎn)矩；ntL為負(fù)載轉(zhuǎn)矩，包括了空載轉(zhuǎn)矩，空載轉(zhuǎn)矩是為負(fù)載轉(zhuǎn)矩，包括了空載轉(zhuǎn)矩，空載轉(zhuǎn)矩是電動(dòng)機(jī)空載損耗引起的，可認(rèn)為是恒定的阻力電動(dòng)機(jī)空載損耗引起的，可認(rèn)為是恒定的阻力轉(zhuǎn)矩；轉(zhuǎn)矩；nr為轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度；為轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度；nJ為系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

60、為系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(包括轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子)；nR為阻尼系數(shù)，通常是為阻尼系數(shù)，通常是r的非線性函數(shù)。的非線性函數(shù)。LrretRdtdJt78/240n如果電氣傳動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速提出控制要求，就如果電氣傳動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速提出控制要求，就需要構(gòu)成調(diào)速系統(tǒng)。需要構(gòu)成調(diào)速系統(tǒng)。n由上面機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程可知，對(duì)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速的控制由上面機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程可知，對(duì)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速的控制實(shí)則是通過(guò)控制電磁轉(zhuǎn)矩實(shí)則是通過(guò)控制電磁轉(zhuǎn)矩te來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這就意來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這就意昧著，昧著，只有能夠有效而精確地控制電磁轉(zhuǎn)矩，只有能夠有效而精確地控制電磁轉(zhuǎn)矩，才能夠構(gòu)成高性能的調(diào)速系統(tǒng)才能夠構(gòu)成高性能的調(diào)速系統(tǒng)。n在實(shí)際生產(chǎn)中，負(fù)載運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)不一定都是轉(zhuǎn)在實(shí)