[发明专利]一种永磁同步电机的功率模拟方法

摘要

本发明属于电力电子技术在电力系统中的应用领域，尤其涉及一种永磁同步电机的功率模拟方法。本发明提出了一种永磁同步电机功率模拟的新方法，根据永磁同步电机的基本特性，采用双PWM变换器结构，设计了能准确模拟永磁同步电机的模拟电机模型。其整流侧变换器按照永磁同步电机的特性控制，使其对外接口特性电压、电流、转速等信息与实际电机一致；逆变侧将能量回馈电网。本发明整体结构设计简洁，实现了对实际的永磁同步电机的静态特性和动态特性的准确模拟；模型的适应性强，只需改变模拟电机模型中的参数设置，便可模拟各种型号的永磁同步电机；采用能量回馈型电子负载结构，逆变侧将试验电能回馈电网，达到节约能量的目的。

主权项

1.一种永磁同步电机的功率模拟方法，其特征在于该方法具有以下步骤：步骤1：建立永磁同步电机模型，该永磁同步电机模型由模拟电机的数学分析模块、反dq变换模块、滞环电流控制器和输入PWM变换器依次相连组成；步骤2：模拟电源由三相逆变器和dq变换模块相连组成；三相逆变器通过矢量控制模块与模拟电机的数学分析模块相连；三相逆变器输出的三相电压u_a、u_b、u_c经dq变换模块得到模拟永磁同步电机的交直轴电压分量输入量u_d和u_q；步骤3：根据所要模拟的实际永磁同步电机的参数，对模拟永磁同步电机进行参数的设置，该参数包括电机的定子电阻R_S、交轴电感L_d、直轴电感L_q、转子磁链ψ_f、转动惯量J、阻尼系数F、极对数P和负载转矩T_L；步骤4：模拟电机的数学分析模块根据设置的参数，计算得出永磁同步电机的交轴电流分量i_d和直轴电流分量i_q，电机电磁转矩T_e，电机转子机械角速度ω_r和转子角度θ方法为：通过求解以下隐式方程组：电流状态方程：diddt=-RSLdid+1Ldud+ωeiqLqLddiqdt=-RSLqiq+1Lquq-ωeidLdLq-1Lqψfωe;]]>转矩方程：T_e=P[ψ_fi_q+(L_d-L_q)i_di_q]；运动方程：Jdωrdt=Te-TL-Fωr;]]>转子角速度方程：ωe=θt;]]>其中，ω_e为转子电角速度；θ为转子角度；步骤5：反dq变换模块将模拟电机的数学分析模块中的输出交轴电流分量i_d和直轴电流分量i_q进行坐标变换，得到滞环电流控制的参考电流步骤6：滞环电流控制模块接收反dq变换模块送来的滞环控制的参考电流和模拟电源送来的实际三相电流i_a、i_b、i_c进行滞环比较，滞环比较控制模块输出PWM脉冲信号，驱动输入PWM变换器工作，使模拟电源输出的三相电流i_a、i_b、i_c能跟踪参考电流步骤7：利用所建立的模拟永磁同步电机，对实际的永磁同步电机进行模拟试验。