[发明专利]一种永磁同步电机空载电流仿真分析方法

说明书

一种永磁同步电机空载电流仿真分析方法，属于永磁同步电机性能与一致性分析技术领域。包括以下步骤：采用Maxwell有限元仿真，根据永磁同步电机的结构，构建永磁同步电机空载电流与影响该空载电流的n个底层结构参数p_i(i∈1,...,n)的集合P＝{p₁,p₂,...,p_n}(n＜∞)之间的模型关系；基于simulink构建永磁同步电机的外加控制电路，形成控制系统模型；通过有限元模型仿真得到对应结构参数下的永磁同步电机三相自感和互感值，根据公式计算得到DQ电感值，即交直轴电感值；构建反映永磁同步电机空载电流与所述n个底层结构参数集合P以及m(n＜∞,m≤n)个材料属性之间的模型。本发明解决了永磁同步电机建模方法无法考虑参数分散性对空载电流的影响的问题，避免因转子启动位置不同造成永磁同步电机空载电流有效值之间的差异。

技术领域

本发明涉及一种永磁同步电机空载电流仿真分析方法，属于永磁同步电机性能与一致性分析技术领域。

背景技术

永磁同步电机的结构参数分散性会影响永磁同步电机的电感，进而影响永磁同步电机的空载电流。

目前基于Maxwell的永磁同步电机的空载仿真建模通常认为相电流为恒定的0值，通过设置固定的电机结构参数和电磁方案，分析电机的齿槽转矩和感应电压情况，而忽视了参数分散性对电机空载电流的影响，且电机本体建模，不能控制电机的转子启动位置，因而无法得到随电机结构参数变化的空载电流，并进行批量电机空载电流一致性分析。基于Simulink的电机双闭环控制建模，通过外加电路的方式可保证每次仿真的电机转子的启动位置一致。因而，结合Maxwell电机本体仿真和Simulink电机控制系统仿真，将Maxwell电机本体仿真得到的随电机结构参数分散性影响的电机电感值解析出来，设置到Simulink电机双闭环控制系统仿真模型中，则可以构建出用于反映电机空载电流受电机结构参数分散性影响的仿真模型，并为进一步评价永磁同步电机的一致性水平奠定基础。

发明内容

本发明的目的是提出一种永磁同步电机空载电流仿真分析方法，以解决目前在永磁同步电机建模的相关研究中，未曾考虑制造工艺对产品输出特性的影响，以及无法控制机电产品启动位置引起的输出特性误差的问题

实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种永磁同步电机空载电流仿真分析方法，所述分析方法包括以下步骤：

步骤一：采用Maxwell有限元模型仿真，根据永磁同步电机的结构，构建永磁同步电机空载电流与影响该空载电流的n个底层结构参数p_i(i∈1,...,n)的集合P＝{p₁,p₂,...,p_n}(n<∞)之间的模型关系，P为n个底层结构参数集合；

步骤二：根据永磁同步电机的SVPWM双闭环控制原理，基于simulink构建永磁同步电机的外加控制电路，形成控制系统模型；

步骤三：通过步骤一有限元模型仿真得到对应结构参数下的永磁同步电机三相自感和互感值，计算得到DQ电感值，即交直轴电感值；

步骤四：将步骤三计算得到的DQ电感值代入到步骤二的控制系统模型中，由步骤二控制系统模型仿真输出永磁同步电机的空载电流，构建反映所述永磁同步电机空载电流与所述n个底层结构参数集合P以及m(n<∞,m≤n)个材料属性之间的模型。

本发明相对于现有技术的有益效果是：

(1)本发明采用有限元仿真与控制电路仿真相结合的方式，以永磁同步电机的具体制造结构参数为基础，通过有限元仿真能够得到对应尺寸参数下的永磁同步电机电感值，通过永磁同步电机的电感值建立电机结构参数和空载电流之间的联系，解决了目前的永磁同步电机建模方法无法考虑参数分散性对空载电流的影响的问题。