[发明专利]一种基于矢量磁路理论的永磁同步电机建模方法及系统

权利要求书

1.一种基于矢量磁路理论的永磁同步电机建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

建立电机磁阻抗模型；

计算电机电枢绕组磁动势；

根据电机磁阻抗模型和电枢绕组磁动势计算电枢绕组磁链；

根据电机永磁磁链标称值和电机磁阻抗模型，计算永磁磁动势；

根据电机磁阻抗模型和永磁磁动势计算永磁磁链；

根据电枢绕组磁链和永磁磁链，使用叠加定理获得电机定子磁链；

根据电机定子电压方程和电机定子磁链，建立电机模型。

2.根据权利要求1所述的一种基于矢量磁路理论的永磁同步电机建模方法，其特征在于，所述电机磁阻抗模型对应的等效磁路图，包括磁阻、磁感、和源磁动势，源磁动势包含电枢和永磁磁动势；

电机磁阻抗模型为：

其中，F_m是源磁动势，R_m是磁阻，L_m是磁感，φ是磁通；N是所研究磁路对应的绕组等效匝数，L_e是所研究磁路对应的绕组电感；N_i是涡流损耗对应的等效铁芯匝数，R_i是涡流损耗对应的等效铁芯电阻；

所述磁感L_m可根据工作频率按下式进行修正：

其中，ω是实际电频率，ω_N是额定电频率。

3.根据权利要求2所述的一种基于矢量磁路理论的永磁同步电机建模方法，其特征在于，所述电枢绕组磁动势的计算式为：

其中，是电枢绕组磁动势矢量，F_d是d轴电枢绕组磁动势分量，F_q是q轴电枢绕组磁动势分量，j是复数的虚数单位。

4.根据权利要求3所述的一种基于矢量磁路理论的永磁同步电机建模方法，其特征在于，所述电枢绕组磁链的计算式为：

其中，R_md和R_mq分别是d轴和q轴磁阻，是电枢磁链矢量，k为不易测量的变量项合并值。

5.根据权利要求4所述的一种基于矢量磁路理论的永磁同步电机建模方法，其特征在于，所述永磁磁动势的计算式为：

其中，是铭牌给出的额定磁链幅值，是永磁磁动势矢量，ω_N是电机额定电频率。

6.根据权利要求5所述的一种基于矢量磁路理论的永磁同步电机建模方法，其特征在于，所述永磁磁链的计算式为：

其中，是永磁磁链矢量。

7.根据权利要求6所述的一种基于矢量磁路理论的永磁同步电机建模方法，其特征在于，所述电机定子磁链的计算式为：

其中，是定子磁链矢量。

8.根据权利要求7所述的一种基于矢量磁路理论的永磁同步电机建模方法，其特征在于，所述电机模型表达式为：

9.根据权利要求6所述的一种基于矢量磁路理论的永磁同步电机建模方法，其特征在于，所述k值的估算式为：

其中，k_N为k的额定值，ω_N是电机的额定电频率，ω是电机的实际电频率，i_dN和i_qN分别是电机的额定d轴和q轴电流，R_s是定子电阻，ψ_fN是额定永磁磁链幅值，L_d和L_q分别是电机d轴和q轴电感。

10.一种基于矢量磁路理论的永磁同步电机建模方法，其特征在于，包括：

磁阻抗模型构建单元：建立电机磁阻抗模型；

电枢绕组磁动势计算单元：计算电机电枢绕组磁动势；

电枢绕组磁链计算单元：根据电机磁阻抗模型和电枢绕组磁动势计算电枢绕组磁链；

永磁磁动势计算单元：根据电机永磁磁链标称值和电机磁阻抗模型，计算永磁磁动势；

永磁磁链计算单元：根据电机磁阻抗模型和永磁磁动势计算永磁磁链；

定子磁链计算单元：根据电枢绕组磁链和永磁磁链，使用叠加定理获得电机定子磁链；

以及电机模型构建单元：根据电机定子电压方程和电机定子磁链，建立电机模型。