[发明专利]永磁同步电机考虑铁耗效应的效率最优电流搜寻方法

权利要求书

1.一种永磁同步电机考虑铁耗效应的效率最优电流搜寻方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、并行构建饱和磁链模型和可基于转速缩放的铁耗模型，根据饱和磁链模型计算未考虑铁耗效应的转矩矩阵；

步骤二、给定转速，基于铁耗模型计算该转速全电流工况下的铁耗矩阵及因铁耗损失的转矩矩阵，从而得到考虑铁耗效应的转矩矩阵；

步骤三、搜寻给定转矩下满足约束条件的电流及对应铁耗并计算铜耗，从而获得效率最优的电流工作点。

2.根据权利要求1所述的永磁同步电机考虑铁耗效应的效率最优电流搜寻方法，其特征在于：步骤一所述饱和磁链模型和可基于转速缩放的铁耗模型构建过程为：在囊括电机电流极限圆范围内，以等距或不等距分别划分d轴电流、q轴电流或分别划分电流幅值、相位角作为选取的电流工作点；利用有限元在某一转速ω下对选取电流工作点进行计算，同时获得d轴磁链矩阵、q轴磁链矩阵和在该转速下的铁耗矩阵，对矩阵插值处理，得到囊括电机电流极限圆的所有电流工作点的d轴磁链矩阵q轴磁链矩阵和在该转速下的铁耗矩阵P_{Fe_ω}(i_d,i_q,ω)，铁耗矩阵包括磁滞损耗矩阵P_{Fe_hys_ω}(i_d,i_q,ω)和涡流损耗P_{Fe_eddy_ω}(i_d,i_q,ω)矩阵，即所述饱和磁链模型和可基于转速缩放的铁耗模型：

P_{Fe_hys_ω}(i_d,i_q,ω)＝P_{Fe_hys_ω}(i_m,θ,ω)

P_{Fe_eddy_ω}(i_d,i_q,ω)＝P_{Fe_eddy_ω}(i_m,θ,ω)

P_{Fe_ω}(i_d,i_q,ω)＝P_{Fe_ω}(i_m,θ,ω)＝P_{Fe_hys_ω}(i_d,i_q,ω)+P_{Fe_eddy_ω}(i_d,i_q,ω)

其中i_d为d轴电流，i_q为q轴电流，i_m为电流幅值，θ为电流相位角。

3.根据权利要求2所述的永磁同步电机考虑铁耗效应的效率最优电流搜寻方法，其特征在于：所述电流极限圆即电机所允许的最大电流幅值，电流幅值i_m又可由d轴电流、q轴电流计算得到：

4.根据权利要求2所述的永磁同步电机考虑铁耗效应的效率最优电流搜寻方法，其特征在于：步骤一所述未考虑铁耗效应的转矩矩阵T₁是根据d轴磁链矩阵、q轴磁链矩阵和构建的对应电流矩阵通过矩阵计算得到，计算公式如下：

其中，P为电机磁极对数，i_{d_bu}为构建d轴电流矩阵，i_{q_bu}为构建q轴电流矩阵。所谓构建的对应电流矩阵是指电流矩阵与饱和磁链矩阵、T₁矩阵和铁耗矩阵是相对应的。

5.根据权利要求4所述的永磁同步电机考虑铁耗效应的效率最优电流搜寻方法，其特征在于：步骤二中所述任意给定转速ω'下的铁耗矩阵P_{Fe_ω'}(i_d,i_q,ω')根据步骤一获得的可基于转速缩放的铁耗模型得到，计算公式如下：

P_{Fe_ω'}(i_d,i_q,ω')＝P_{Fe_hys_ω'}(i_d,i_q,ω')+P_{Fe_eddy_ω'}(i_d,i_q,ω')。