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由于电路、磁路的非线性和开关性,使得式描述的基本平衡方程组实际上很难计算。通常需根据具体运行状态和研究的进行必要的简化,因此可以采用以下方法建立模型:
(1)线性模型:理想线性模型不计电机磁路饱和的影响,假定想绕组的电感与电流大小无关,且不考虑磁场边缘扩散效应。线性模型有利于对直线开关磁阻电机的定性分析,了解其运行的物理状况、内部各物理量的基本特点和相互关系;
(2)准线性模型:准线性模型具有一定的计算精度,多用于分析和设计功率变换器和制定控制策略;
(3)非线性模型:非线性模型则用于电机性能计算,是电机设计的必需手段。
(4)查表法:查表法是把实测、有限元法或分析计算法所得到的等运行距离间隔、等电流间隔电机磁特性数据),(xi?反演为等距离、等磁链间隔的电流特性数据(i),x?,连同力矩特性数据(F表格的形式存入计算机中,然后用查表法求出非线性模型,这种方法避免了电感的计算,较为直接,但是度不高。
在线性模型中做如下假设:
(1)忽略磁通边缘效应和磁路非线性,且磁导率趋于无穷大,因此绕组电感是动子位置的分段线性函数;
(2)假设功率开关为理想开关器件,即功率管开关动作瞬时完成;
(3)忽略所有功率损耗;
(4)电机恒速运行。在上述假设条件下电机模型为理想模型,则电机的想绕组的电感L与相电流i的大小无关,而只与初级、次级的相对位置有关。绕组电感与初、次级相对位置关系如图2-4所示。其中x1为开通位置,x2为关断位置,相绕组在x3处完成续流。当次级凸极轴线与初级凸极轴线重合时该相绕组电感,记为Lmax;当次级凸极轴线与初级槽轴线重合时该相绕组电感最小。
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