A dq model of saturated induction machine considering the spatial harmonics of magnetizing flux.

Um novo modelo é proposto neste trabalho para representar a máquina elétrica de indução trifásica. O modelo leva em conta, na sua formulação, apenas os harmônicos espaciais fundamental e de terceiro harmônico da distribuição de fluxo que surgem devido à saturação no caminho de fluxo magnetizante. A saturação dos caminhos de fluxo de dispersão é desprezada. O modelo em proposição emprega o modelo para a máquina de indução em um referencial rotativo alinhado com o vetor de fluxo magnetizante, em conjunto com “funções harmônicas magnéticas”, que descrevem o comportamento não-linear proveniente da saturação. O procedimento experimental para determinação das “funções harmônicas” é também descrito. O modelo apresentado é predominantemente formulado em coordenadas d e q, considerando as conexões em estrela e em delta no estator de um motor de indução, e se presta às analises de transitórios eletromagnéticos e mecânicos, quaisquer que sejam a excitação e a carga mecânica empregadas. Simulações computacionais são implementadas, por meio de uma técnica recente de análise de circuitos não-lineares no domínio do tempo. O modelo proposto é validado por meio de medições em um motor de indução trifásico de bancada, de potência 1,5 cv. Os resultados se mostram satisfatórios. O referido modelo também é aplicado em simulações computacionais da mesma máquina, porém funcionando como gerador de indução trifásico auto-excitado.A new model is being proposed in this work, for representing the three phase induction machine. The model takes into account the spatial fundamental and third harmonic flux distributions that arise from saturation in the main flux path. The saturation in the leakage flux path is neglected. The proposed model combines the model for the machine in a rotating reference frame attached to the air-gap flux, and “magnetic harmonic functions” that describe the nonlinear behaviour coming from saturation. Experimental determination of these functions is also described. The suggested model is predominantly formulated in dq coordinates, as for star and delta connected stator windings, and it can be used for electromagnetic and mechanical transient analysis, despite the kind of source and load employed. Computational simulations are performed, with the help of a recent time domain nonlinear circuit analysis technique. The proposed model is validated by measurements on a 1.5 hp motor. Satisfactory agreement between simulations and measurements is observed. The model is also used in computational simulations of a three-phase self-excited induction generator, for the same machine under consideration