[发明专利]基于电机降阶模型的永磁同步电机仿真方法

权利要求书

1.一种基于电机降阶模型的永磁同步电机仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

在Simplorer软件中搭建主电路，将Simulink模块和电机降阶模型添加Simplorer软件中，将所述电机降阶模型与所述主电路连接，将所述电机降阶模型与Simulink模块相连接；

在Simulink软件中搭建永磁同步电机的控制策略；

在所述Simplorer软件和所述Simulink软件，设置相同的仿真时间和仿真步长，对所述永磁同步电机进行联调仿真。

2.根据权利要求1所述的一种基于电机降阶模型的永磁同步电机仿真方法，其特征在于，所述电机降阶模型的构建包括以下步骤：

对永磁同步电机的电枢电流以及电机转子角度进行扫描得到扫描设置文件；

将所述扫描设置文件导入到在电机有限元仿真软件中建立的所述永磁同步电机的有限元模型中；

运行所述电机有限元仿真软件分析计算所述永磁同步电机的所述有限元模型，得到电机电流数据、电机磁链数据和电磁转矩数据；

根据所述电机电流数据、所述电机磁链数据和所述电磁转矩数据构建电机降阶模型。

3.根据权利要求2所述的一种基于电机降阶模型的永磁同步电机仿真方法，其特征在于，所述永磁同步电机的所述有限元模型包括：

所述永磁同步电动机在三相静止坐标系下的定子电压方程：

u_a、u_b、u_c为abc三相电压，i_a、i_b、i_c分别为abc三相电流，ψ_a、ψ_b、ψ_c分别为abc三相磁链，R_s为电枢内阻；

所述永磁同步电动机在三相静止坐标系下磁链方程：

式中L_aa、L_bb、L_cc为各项绕组自感，且有L_aa＝L_bb＝L_cc；M_ab、M_ac、M_ba、M_bc、M_ca、M_cb为绕组间的互感，且有M_ab＝M_ac＝M_ba＝M_bc＝M_ca＝M_cb；ψ_f为转子磁链，θ为转子磁极位置即转子N极与a相轴线的夹角。

4.根据权利要求3所述的一种基于电机降阶模型的永磁同步电机仿真方法，其特征在于，将所述永磁同步电动机在三相静止坐标系下的定子电压方程和所述在三相静止坐标系下的磁链方程，在dq旋转坐标系下转换得到：

电压方程：

磁链方程：

转矩方程：T_e＝n_p(ψ_fi_q+(L_d-L_q)i_di_q)

运动方程：

其中，u_d、u_q为dq轴电压，i_d、i_q为dq轴电流，L_d、L_q为dq轴电感，ψ_d、ψ_q为dq轴磁链。

5.根据权利要求2所述的一种基于电机降阶模型的永磁同步电机仿真方法，其特征在于，所述对永磁同步电机的电枢电流以及电机转子角度进行扫描得到扫描设置文件，包括步骤：

根据需求设定不同的扫描区间和扫描步长以控制所述扫描设置文件的模型精度。

6.根据权利要求2所述的一种基于电机降阶模型的永磁同步电机仿真方法，其特征在于，所述主电路包括：三相电源、电阻、电感、转矩测量模块、角速度测量模块、转动惯量测量模块、转矩源模块和Ground模块。