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如何理解永磁电机各种电感?

2018-11-23 03:29:52 网络整理 阅读:155 评论:0

对于永磁同步电机的控制而言,我们经常要用到坐标变换,碰到各种电感——相电感、线电感、直轴电感、交轴电感、相间互感等等,尤其是电感和坐标变换结合后,导致很多童鞋迷惑不清。今天,我们就试图理一下其中的关系。

先从电感说开,1824年,奥斯特发现了电流的效应——在通电导体的周围小磁针会发生偏转,即电能生磁。若干年后,法拉第和亨利发现了电磁的另外一个方面:磁也能生电。他们注意到移动的磁场能能在导体中感应出电流,这就是所谓的电磁感应,其数学表达式如下:

其中 表示感应电压, 表示磁通的变化率,单位是 。

在法拉第发表电磁感应的论文后不久,楞次发现了决定感应电流方向的规律,就是我们高中学到的楞次定律:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。简单来说就是:来拒去留。

所以完整的法拉第定律应为:

对永磁同步电机想了解更多,可以参照文章:

J Pan:如何快速理解永磁同步电机? 一、什么是自感和互感

安培定律告诉我们,磁场产生的根本原因是电流——既可以是导体中的电流,也可以是永磁体中的环形电流。也就是说,我们现在有一个线圈,给它通电之后,就会产生磁场,如下图所示:

如何理解永磁电机各种电感?

Source:Wikipedia

那问题就来了,线圈本身就处于自身产生的磁场中,是不是也就意味着线圈中也会产生磁通(磁链)?——答案是显而易见的,但如何来描述呢?

磁通这个量对于我们来说不直观,也不好测量,既然磁通是由电流产生的那我们是不是可以借助电流来表示呢?——媒介就是电感(inductance)!所以电感的定义就是:

单位是Henry(亨利),一位美国物理学家,他其实和法拉第几乎同时独立的发现了电磁感应现象,只不过呢,法拉第更早的发表了成果,就赢得了冠名权。

我们通常说的电感,严格来说应该叫自感(self inductance),即线圈自己对自己产生磁通的能力。

如何理解永磁电机各种电感?

既然有自感,就会有互感(mutual inductance),即两个线圈之间互相产生磁通的能力。

如何理解永磁电机各种电感?

电感为什么重要?——因为它表征了在某个特定的结构中电流产生磁场的能力,而电流是我们非常熟悉的量,如果电感确定了,我们就能很容易去研究磁场的性质,在电机中尤其如此。

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