[发明专利]一种变频电机的强耦合联合仿真方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种变频电机的耦合仿真方法。

背景技术

现代电机驱动系统中，由于其优越的调速性能和高效特性，变频电机在各个行业的应用越来越广泛。由于电机的性能受控于驱动系统，因此要对电机性能进行精确分析，就必须建立电机、控制电路与控制算法的联合仿真模型进行仿真分析。目前通用的做法是采用间接耦合仿真技术，实现联合仿真，但是这种方法由于涉及两个软件之间的协同仿真，仿真精度和收敛性能稍差，并且计算量庞大。另一种方法是采用直接耦合技术，在有限元软件中耦合外电路实现联合仿真，这种技术是解决电机精确分析最合适的方法。但是目前其他商用软件中均未集成电机的控制算法。

间接仿真技术通过两个软件独立计算，然后相互传递计算结果进行下一次状态的计算实现电机与外电路的联合仿真，这种方法由于没有强耦合有限元方程与电路方程，可能会造成计算结果的不收敛。而目前通用的直接耦合算法，仅仅实现了电路与电机模型的耦合分析，没有考虑电机控制算法的耦合，而实际上电机的主要性能由控制算法决定。同时在目前的联合仿真技术中，通用的步长算法是定步长算法和变步长算法。这两种算法对于控制器中普遍采用的PWM技术，必须要采取非常小的步长来实现仿真，例如对于通用8kHz的载波频率，为了保证计算精度，其步长要采用1us左右，这样对一个通用的电机模型，采用普通的PC机分析一次就可能需要几周的时间，是不现实的。因此本方案首先实现了电机、电路与控制算法的强耦合联合仿真，同时采用触发模式的步长算法，将联合仿真的时间大大减短。

发明内容

为了克服已有变频电机的耦合仿真方法的无法实现电机、电路和控制方法的联合仿真、仿真周期较长的不足,本发明提供了一种有效实现电机、电路和控制方法的联合仿真、缩短仿真周期的变频电机的强耦合联合仿真方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种变频电机的强耦合联合仿真方法，所述仿真方法包括以下步骤：

1）依照变频电机的有限元模型和非线性器件，建立数学模型：

0γt+Δt+K+M/Δt-PG/ΔtR+L/ΔtAit+Δt---(1)]]>