一种电机磁共能模型建立系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电机磁共能模型建立系统，该系统计及齿槽、反电动势非正弦以及磁饱和影响建立磁共能模型，包括：电机工作点选取模块，用于获得同步直角坐标系下的W个电机电流工作点，W＝wI×wβ；磁共能数值解获取模块，用于根据有限元参数仿真法获取电机的磁共能数值解；磁共能模型获取模块，用于对所述磁共能数值解获取模块获取的磁共能数值解进行二维傅里叶级数展开，并以关于电机电流工作点的多项式拟合傅里叶级数展开系数，获得不同电流激励下的磁共能模型。与现有技术相比，本发明专利技术从磁共能的数值模型入手，在充分考虑电机定转子结构特征上，计及齿槽、反电动势非正弦、电机磁饱和等非线性因素，获得电机磁共能的解析描述模型，具有精确度高等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种电机磁共能模型建立系统
本专利技术涉及永磁同步电机控制
，尤其是涉及一种计及齿槽、反电动势非正弦以及磁饱和等影响下的电机磁共能模型建立系统。
技术介绍
电动汽车是新能源汽车技术的主要发展方向，而电机驱动系统是电动汽车核心部件。永磁同步电机以其功率密度大、恒转矩的转速范围宽以及效率高等优点受到越来越多的应用。传统的电机控制算法大多采用电感这一集中参数来对电压与磁链方程进行描述，面装式永磁同步电机利用三相绕组之间的自感和互感建立定子坐标系下的电机模型，而凸极式永磁同步电机则采用双轴式理论，通过引入交直轴电感建立转子坐标系下的电机模型。该控制算法需要满足以下关于被控电机的两点假设：(1)永磁励磁磁场在空间波形是完全正弦的；(2)电机始终工作在非磁饱和区。然而由于汽车电驱动系统的特殊性，车用的永磁同步电机无法满足以上两点假设，这使得传统电机算法描述的电机模型将由于电感参数的变化而失真严重，同时其电磁转矩的计算结果也会带有较大的偏差，使其无法满足车用永磁同步电机对转矩精确/快速控制的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电机磁共能模型建立系统，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机磁共能模型建立系统，其特征在于，该系统计及齿槽、反电动势非正弦以及磁饱和影响建立磁共能模型，包括：电机工作点选取模块，用于将相电流有效值Is和定子电流矢量相对转子位置d轴的空间相位角β的电机实际工作区间分别等分为wI与wβ份，根据功率等效原则获得同步直角坐标系下的W个电机电流工作点，W＝wI×wβ；磁共能数值解获取模块，用于根据有限元参数仿真法获取电机的磁共能数值解；磁共能模型获取模块，用于对所述磁共能数值解获取模块获取的磁共能数值解进行二维傅里叶级数展开，并以关于电机相电流有效值的多项式拟合傅里叶级数展开系数，获得磁共能模型

【技术特征摘要】
1.一种电机磁共能模型建立系统，其特征在于，该系统计及齿槽、反电动势非正弦以及磁饱和影响建立磁共能模型，包括：电机工作点选取模块，用于将相电流有效值Is和定子电流矢量相对转子位置d轴的空间相位角β的电机实际工作区间分别等分为wI与wβ份，根据功率等效原则获得同步直角坐标系下的W个电机电流工作点，W＝wI×wβ；磁共能数值解获取模块，用于根据有限元参数仿真法获取电机的磁共能数值解；磁共能模型获取模块，用于对所述磁共能数值解获取模块获取的磁共能数值解进行二维傅里叶级数展开，并以关于电机相电流有效值的多项式拟合傅里叶级数展开系数，获得磁共能模型Is、β分别为相电流有效值和定子电流矢量相对转子位置的空间相位角，θr为转子位置对应的空间电角度坐标值。2.根据权利要求1所述的电机磁共能模型建立系统，其特征在于，所述电机电流工作点表示为：其中，Pm为电机电流工作点，βm分别为第m个工作点的相电流有效值和转矩角，m＝1,2,...,W。3.根据权利要求1所述的电机磁共能模型建立系统，其特征在于，所述磁共能数值解获取模块获取电机的磁共能数值解的具体过程为：利用有限元软件建立内置式永磁同步电机模型，将电机工作点选取模块选取的W个电机电流工作点输入到所述内置式永磁同步电机模型中，利用场计算器获得电机整体磁共能，设定仿真周期和步长，执行有限元数值计算，获取不同工作点下的一周期内转子在不同空间电角度下的磁共能波形将相电流有效值相同且包含所有不同空间相位角βm的磁共能数值置于同一矩阵中，其中，为转子位置对应的空间电角度坐标值，为所选取的转子位置的离散坐标个数，βj为三相定子电流的转矩角，j＝1,2,...,wβ，wβ为所选取的一个周期内不同转矩角的个数，k＝1,2,...,wI，wI为所选取的不同相电流幅值的个数。4.根据权利要求3所述的电机磁共能模型建立系统，其特征在于，所述磁共能数值解的二维傅里叶级数展开表示为：其中，为第k个相电流有效值Isk下的磁共能波形的二维傅里叶级数拟合，N1为以转子空间电角度θr为自变量的傅里叶级数阶数，N2为以转矩角β为自变量的傅里叶级数阶数，与ωβ分别为θr与β的基波对应的角频率，为对应阶数的二维傅里叶级数系数。5.根据权利要求4所述的电机磁共能模型建立系统，其特征在于，所述磁共能模型表示为：其中，为考虑了Is变化的磁共能模型，V(θr)、U(β)为所选取的二维傅里叶级数基底，C(Is)为以相电流Is为自变量的傅里叶系数拟合函数，N3为多项式拟合阶数。6.根据权利要求5所述的电机磁共能模型建立系统，其特征在于，还包括：电机电压获取模块，用于根据磁共能模型获取模块输出的磁共能模型获取定子电流同步坐标系下的电机电压方程表达式。7.根据权利要求6所述的电机磁共能模型建立系统，其特征在于，所述获取电机电压方程表达式的...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟再敏，江尚，周英坤，张光耀，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31