[发明专利]一种永磁同步电机空载电流一致性仿真分析方法

说明书

一种永磁同步电机空载电流一致性仿真分析方法，属于永磁同步电机性能与一致性分析技术领域。步骤是：建立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的集合P＝{p₁,p₂,...,p_n}之间的模型关系，其中，i∈1,...,n，n＜∞；构建永磁同步电机外加控制电路，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永磁同步电机三相自感和互感值，计算得到DQ交直轴电感值；构建反映永磁同步电机空载电流与n个底层结构参数集合P以及m个材料属性之间的模型，其中，n＜∞,m≤n；得到电机尺寸和电机空载电流之间的映射关系，从而建立克里金近似模型；根据近似模型计算出批量电机空载电流有效值，进而进行永磁同步电机的空载电流一致性分析。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影响问题。

技术领域

本发明涉及一种永磁同步电机空载电流一致性仿真分析方法，属于永磁同步电机性能与一致性分析技术领域。

背景技术

永磁同步电机的一致性是由设计、制造和管理共同决定的。对于永磁同步电机而言，由于受到制造工艺水平的制约，其设计及制造过程所带来的参数分散性使得批次永磁同步电机的个体之间不可避免地存在一定程度的差异性，而该差异性将直接影响永磁同步电机的性能一致性。

目前的研究中通常认为批量永磁同步电机输出特性之间的差异是由永磁同步电机的结构尺寸分散性和装配工艺引起的，永磁同步电机的一致性体现在永磁同步电机的空载电流有效值一致性上。因而，结合永磁同步电机自身的结构尺寸分散性，建立永磁同步电机模型，通过空载电流蒙特卡洛仿真，能够评价永磁同步电机的空载电流一致性。

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一致性仿真分析方法，以解决目前在永磁同步电机一致性仿真分析的相关研究中，未曾考虑制造工艺对产品一致性的影响，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，以及空载电流仿真运行时间长，难以获得批量仿真模型的问题。

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一致性仿真分析方法，所述方法步骤如下：

步骤一：采用有限元仿真，建立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的集合P＝{p₁,p₂,...,p_n}之间的模型关系，其中，i∈1,...,n，n＜∞；

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SVPWM双闭环控制电路，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交直轴电感值；

步骤四：将步骤三计算得到的DQ交直轴电感值代入到步骤二的控制系统模型中，由步骤二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个材料属性之间的模型，其中，n＜∞,m≤n；

步骤五：对Maxwell进行二次开发，建立脚本运行模型，根据永磁同步电机实际结构参数尺寸，基于蒙特卡洛仿真，建立批量电机仿真模型，并通过克里金近似建模，输入多组电机实际结构参数尺寸和电机空载电流值，通过程序训练，得到电机尺寸和电机空载电流之间的映射关系，从而建立空载电流的克里金近似模型；

步骤六：根据电机实际结构参数尺寸的基准值和标准差，基于蒙特卡洛分布，建立批量电机仿真模型，根据步骤五的空载电流的克里金近似模型计算出批量电机空载电流有效值，进而进行永磁同步电机的空载电流一致性分析。

本发明相对于现有技术的有益效果是：