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传统感应电模型将转子侧导条等效为三相，这种等效只适用于电机无内部故障的情形下使用。如果电机发生匝间短路、转子断条等内部故障，则需要建立多回路模型对电机暂态过程进行仿真。本人研究生，在学习期间写了这个感应电机发生1根转子断条故障的多回路仿真模型，并用m语言实现。可能研究感应电机故障的学生会用到，在此分享给大家！

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感应电机的电压控制技术（VVC）是一种先进的电机控制方法，其主要目的是通过调整电机的输入电压来实现节能效果。在设备节能应用中，感应电机因其成本效益高、结构简单、维护方便而被广泛应用，但其效率随负载变化而变化，尤其在轻负载条件下效率较低。VVC技术正好针对这一问题，通过控制电机的电压以适应不同的负载状态，从而达到提升电机效能和功率因数的目的。 在VVC控制技术中，感应电机的电压控制主要分为两种方式：可变频变压控制（VFVVC）和可变压控制（VVC）。VFVVC主要适用于需要变速运行的设备，能够根据负载变化自动调整电机运行频率和电压，达到节能目的。而VVC则更适合于那些负载变化不大但需要在轻负载条件下保持恒速运行的设备，通过控制电压来优化电机的运行效率。 感应电机的负载特性是影响其效率和功率因数的重要因素。当电机实际负载大于或等于75%满负载时，电机运行效率较高，功率因数也较好；而当电机负载低于75%满负载时，运行效率降低，功率因数也随之下降。VVC技术在轻负载情况下通过降低电压来节电，同时保持转速基本不变，这样可以在不影响生产需求的前提下降低能耗。 在理论分析中，感应电机的负载对功率因数有直接影响。例如，当电机负载较大时，相位电流I2和I1的值较高，而功率因数角（ϕ）较小，功率因数（PF）较高；反之，在负载较小时，相位电流的值减小，功率因数角增大，功率因数降低。通过向量图分析可以直观地看到这种变化。 为了提升电机的功率因数，通常会采取控制电压的策略。电机的效能会随着功率因数的提高而上升，因此在轻负载条件下，通过适当降低输入电压，可以实现降低功率因数角（ϕ），从而提高功率因数，达到节电的效果。这种策略不仅有助于减少能耗，还能在一定程度上减少电网污染。 在实践应用中，AC-AC变换电路是实现VVC控制的关键技术之一。通过控制AC-AC变换电路的触发角度α和相位延后角度ϕ，可以对感应电机的电压进行精细调整。当样本功率因数低于之前的状态时，通过提升电压来优化功率因数；而当功率因数高于之前状态时，则适度降低电压。 综合来看，感应电机的VVC控制技术是实现电机节能的有效手段。该技术针对感应电机在不同负载下的效率和功率因数特性，通过精细控制电压来优化电机运行状态，从而达到节能目的。VVC技术在工业生产中的应用越来越广泛，是当前电机节能技术领域的一个重要研究方向。通过对电压的精确控制，不仅可以实现能源节约，还有助于提高整个生产系统的运行效率，具有较高的经济效益和环境效益。

### 感应电机参数辨识 #### 引言 感应电机因其坚固耐用、易于维护等特点，在工业领域中被广泛应用。然而，为了更好地控制感应电机并优化其性能，需要准确地辨识电机的各项参数。本篇文章介绍了一种利用感应电机启动和稳态过程的简化模型进行参数辨识的方法，并采用最小二乘法来估算感应电机的关键参数。 #### 感应电机数学模型 感应电机是一种复杂的非线性系统，其数学模型涉及多个变量，包括定子自感系数（\(L_1\)）、定子电阻（\(r_1\)）、互感系数（\(L_m\)）、转子自感系数（\(L_2\)）、转子电阻（\(r_2\)）以及转速（\(\omega_r\)）。感应电机的动态行为可以用如下的状态空间模型表示： \[ \begin{aligned} \mathbf{U} &= \left[\begin{array}{c} r_1 + pL_1 & -pL_m \\ (p - j\omega_r)L_m & r_2 + (p - j\omega_r)L_2 \end{array}\right] \left[\begin{array}{c} i_1 \\ i_2 \end{array}\right] \end{aligned} \] 这里，\(\mathbf{U}\) 表示定子电压向量，\(i_1\) 和 \(i_2\) 分别表示定子和转子电流向量。 **电机启动瞬时模型：** 在电机启动瞬间，转差率 \(s = 1\)，此时电机尚未转动，可以将其视为一个次级短路的变压器结构，因此有： \[ i_1 = -i_2 \] 代入初始模型，得到简化公式： \[ U_1 = (r_1 + r_2)i_1 + 2L_{1\sigma}pi_1 \] 其中，\(L_{1\sigma}\) 表示定子漏感系数。 **空载稳定运行模型：** 当电机进入空载稳定运行时，转差率接近于零 (\(s \approx 0\))，此时电机可以看作是一个次级开路的变压器结构，有： \[ i_2 = 0 \] 代入初始模型，得到简化公式： \[ U_1 = r_1i_1 + L_1pi_1 \] #### 最小二乘法辨识 基于上述两个阶段的数学模型，可以通过最小二乘法来估算电机参数。最小二乘法是一种常用的参数估计方法，它通过寻找一组参数值使得观测数据与模型预测之间的误差平方和最小。对于上述两种情况，分别可以通过下述公式来计算： \[ \begin{aligned} pi_1 &= -\frac{r_1 + r_2}{2L_{1\sigma}}i_1 + \frac{1}{2L_{1\sigma}}U_1 \\ pi_1 &= -\frac{r_1}{L_1}i_1 + \frac{1}{L_1}U_1 \end{aligned} \] 然而，直接使用微分项来进行辨识会增加计算的复杂度。为了解决这个问题，文章提出了一种一阶滤波器方法，将原始数据经过滤波处理后转换为易于处理的形式。滤波器的传递函数定义为： \[ f(s) = \frac{b}{s + a} \] 电流信号通过滤波器后变为： \[ i_{1f} = f(s)i_1 = \frac{b}{s + a}i_1 \] 由此可以得到： \[ pi_{1f} = -ai_{1f} + bi_1 \] 这样，就可以避免直接对数据进行微分操作，大大简化了辨识过程。 #### 实验结果与讨论 文章进一步介绍了具体的实验方案及结果分析。通过对感应电机在不同工作条件下进行实验，验证了所提出的参数辨识方法的有效性和准确性。实验结果表明，该方法能够准确地估计出感应电机的关键参数，并与电机出厂数据进行了比较，证明了方法的有效性和实用性。 本文提出了一种基于感应电机启动和稳态过程的简化模型及其最小二乘法参数辨识方法。该方法不仅简化了参数辨识的过程，而且提高了辨识精度，对于实际工程应用具有重要的参考价值。

内容概要：本文详细介绍了使用Maxwell 16.0和ANSYS 2020进行直线感应电机瞬态磁场仿真的方法和技术要点。首先强调了建模前的准备工作，包括初级线圈布置、次级导体材料选择、气隙宽度等参数的确定。然后针对Maxwell 16.0用户，讲解了坐标系的选择（笛卡尔坐标系）、初级绕组绘制、运动参数设置、网格剖分优化以及边界条件的正确配置。对于ANSYS 2020用户，则着重讲述了如何利用Maxwell模块建立模型并在Mechanical中进行电磁力耦合分析，包括参数化扫描设置、气隙厚度扫描、磁密云图动态更新等技巧。此外，文中还分享了许多实用的经验和注意事项，如避免常见的参数设置错误、提高仿真精度的方法、处理推力波动等问题的具体措施。 适合人群：从事电机设计与仿真的工程师、研究人员，尤其是有一定Maxwell和ANSYS使用基础的技术人员。 使用场景及目标：帮助用户掌握直线感应电机瞬态磁场仿真的全流程，确保仿真结果的准确性，提升工作效率。具体应用场景包括但不限于新电机设计验证、现有电机性能优化、故障诊断等。 其他说明：文中提供了大量具体的命令和脚本示例，便于读者直接应用到实际工作中。同时，作者结合自身丰富的实践经验，给出了许多宝贵的建议和警示，有助于读者避开常见陷阱，顺利完成仿真任务。

针对鼠笼式异步电机四象限运行控制问题，建立了网侧变流器和机侧变流器的数学模型，给出了网侧变流器和机侧变流器的控制方法，并分别求取了网侧和机侧控制器，网侧采用电压外环电流内环双闭环控制，机侧采用SVPWM调制的直接转矩控制。系统实现了直流母线电压稳定，网侧功率因数为1，能量双向流动，电机四象限运行及电机转速跟踪快速且准确等控制目标。

本例为三相感应电机设计实例，包括二维模型。直接用Ansoft打开即可，已经计算完毕，可以直接看跑完之后的各种参数。

电动汽车用感应电机反馈耗散哈密顿实现及控制，裴文卉，李珂，本文基于已建立的同步旋转坐标系下考虑铁损的电动汽车用感应电机模型，研究了电动汽车用感应电机反馈耗散哈密顿实现及控制问题。

感应电机双馈调速系统是一种性能优越的电力拖动控制系统，它不仅降低了功率 变换器的额定功率，而且能够通过调节转子电压的幅值、相位和频率来实现电机定子 侧功率因数的调节。由于系统控制方法的灵活性和多样性，使得双馈电机在工业传动 领域、风力发电以及抽水蓄能电站中拥有广阔的应用前景。