[发明专利]基于电机降阶模型的永磁同步电机仿真方法

说明书

本发明公开了一种基于电机降阶模型的永磁同步电机仿真方法，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。使用场路耦合法将电机电磁场分析模型和控制系统模型结合起来，可对整个系统进行模拟，能同时研究电机本体性能和不同控制策略对电机性能的影响，进而综合研究电机系统各部分间的相互耦合关系和耦合因素，同时使用电机降阶模型可以大大提高场路耦合仿真速度。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机仿真技术领域，尤其是涉及一种基于电机降阶模型的永磁同步电机仿真方法、装置、系统和介质。

背景技术

随着国家发展战略的调整，我国已经成为世界上最大的电动汽车生产和销售的国家。电动汽车行业在国家各项福利政策的扶持下，各项技术资金都投入到这一新兴的行业中来，近几年获得了飞速的发展。在电动汽车驱动电机的发展过程中，随着人们对驱动电机的要求不断提高，在各类驱动电机中，永磁同步电机以其高效率、高控制精度、高转矩密度、良好的转矩平稳性、低振动及低噪声等优势，被广泛的应用于电动汽车中。所以对永磁同步电机的系统性能进行综合分析非常有必要。目前在永磁同步电机的设计研究中，采用较多的方法有基于MATLAB/Simulink的建模仿真方法、基于有限元的仿真设计方法。

但是基于MATLAB/Simulink的仿真方法能实现对控制系统和控制算法准确建模，但是将电机用数学模型代替，存在忽略电机本身固有特性的局限性。基于有限元的仿真设计方法能对电机本体精确建模，但难以实现对外电路进行分析，也无法仿真电机起动、负载及研究系统采用不同控制策略时的运行性能。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种基于电机降阶模型的永磁同步电机仿真方法、装置、系统和介质，解决现有技术中基于有限元的仿真设计方法能对电机本体精确建模，但难以实现对外电路进行分析，也无法仿真电机起动、负载及研究系统采用不同控制策略时的运行性能的技术问题。

为达到上述技术目的，第一方面，本发明的技术方案提供一种基于电机降阶模型的永磁同步电机仿真方法，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。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

本发明提供了一种基于电机降阶模型的永磁同步电机仿真方法，Simulink软件是是Mathworks公司推出的MATLAB中的一种可视化仿真工具，Simplorer软件是直观易用、多物理域、多层次的系统仿真软件。使用场路耦合法将电机电磁场分析模型和控制系统模型结合起来，可对整个系统进行模拟，能同时研究电机本体性能和不同控制策略对电机性能的影响，进而综合研究电机系统各部分间的相互耦合关系和耦合因素，同时使用电机降阶模型可以大大提高场路耦合仿真速度。

根据本发明的一些实施例，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；