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歷史雜誌

依專輯名稱關鍵字搜尋或依年份搜尋,年份輸入範例202406

作者:蔡明發、彭文陽、陳譽元、林正軒、葉信典三相交流感應馬達之建模與線上轉矩速度特性模擬分析

交流感應馬達因比永磁馬達有更強健、低成本的特性,因此廣泛地應用在馬達驅動系統中,尤其在較大功率電動車與牽引車的應用上,感應馬達的重要性將逐年增加。在這些應用中,需要分析馬達的轉矩速度特性,使得在適當的速度範圍內產生足夠的轉矩以驅動馬達帶動車體,因此精確的感應馬達模型與建構,在研究感應馬達轉矩速度特性暨其模擬與分析,是非常有用與重要的。

我們建立了一個三相交流感應馬達之相變數模型,以電磁、機電與機械三部份來推導感應馬達的數學方程式,並利用PSIM模擬軟體工具建立該感應馬達的相變數模型方塊,給予輸入信號的頻率與負載轉矩分析,驗證了該模型轉速穩態響應的正確性。所建模型並和PSIM內建與MATLAB/Simulink內建之感應馬達模型相比較,所得到三者的轉速與電流響應一樣,驗證了所建模型其暫態響應的正確性。所建模型的特色有二:一是三相定子輸入端是採用電路元件建立的,可以和馬達變頻驅動電路連接,以便做馬達驅動控制的整合模擬;二是負載轉矩輸入端是以數學函數元件建立的,可以數學函數的形式加入負載轉矩。

我們並提出一個以線上計算方式得出一個待測感應馬達的轉矩速度曲線。利用所建模型,以傳統的直流測試、無載測試與堵轉測試方法進行該待測馬達的參數量測,用所得參數及感應馬達在穩態的轉矩方程式,以線上計算方式即可得出該待測感應馬達的轉矩速度曲線。並用所建模型,仿照動力計的方法,在馬達模型的轉矩輸入端加一斜坡負載轉矩,得出施加負載後的轉矩速度曲線圖。比較仿照動力計的方法和線上計算方法,兩者所得到的轉矩速度曲線相差不大,說明所提線上計算量測感應馬達轉矩速度曲線方法的可行性。