【技术实现步骤摘要】
一种永磁同步电机的弱磁性能计算方法及系统
本专利技术涉及永磁同步电机领域，特别是涉及一种永磁同步电机的弱磁性能计算方法及系统。
技术介绍
随着高性能永磁材料的发展，永磁电机的性能得到较大提高，特别是永磁同步电机，已逐渐向高转速、高转矩和高功率密度等趋势发展。目前，永磁同步电机的弱磁扩速能力对电机整体性能影响较大，所以在设计永磁同步电机时要对其弱磁扩速范围进行计算。现有技术中，常用的永磁同步电机的弱磁扩速范围的计算方法为：在有限元软件里建立永磁同步电机的瞬态场仿真模型和永磁同步电机的控制系统模型，然后将瞬态场仿真模型与控制系统模型进行耦合仿真计算，得到永磁同步电机的弱磁扩速范围。但是，永磁同步电机的控制系统模型搭建起来较为复杂，从而增加了建模仿真的难度及仿真计算的时间，进而降低了电机设计的效率。因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种永磁同步电机的弱磁性能计算方法及系统，从电机本体结构的角度出发，对永磁同步电机的弱磁扩速范围进行仿真计算，无需搭建永磁同步电机的控制系统模型，从而降低了建模仿真...
【技术保护点】
1.一种永磁同步电机的弱磁性能计算方法，其特征在于，包括：建立永磁同步电机的瞬态场仿真模型，并对所述瞬态场仿真模型中电机的三相激励电流进行设定；根据所述电机的电磁转矩、定子电流及电流控制角的对应关系，通过参数化扫描所述瞬态场仿真模型中的电流控制角，得到在给定定子电流下的转矩控制角曲线；根据电机转速和电机类型为所述电机选择与自身情况相适应的控制方式，以获取在不同电机转速下，满足所述控制方式的约束条件的最佳电流控制角；根据任一最佳电流控制角对应的定子电流下的转矩控制角曲线，获取与该最佳电流控制角对应的电磁转矩，以得到所述电机的转矩转速对应关系；根据所述转矩转速对应关系确定所述电...
【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机的弱磁性能计算方法，其特征在于，包括：建立永磁同步电机的瞬态场仿真模型，并对所述瞬态场仿真模型中电机的三相激励电流进行设定；根据所述电机的电磁转矩、定子电流及电流控制角的对应关系，通过参数化扫描所述瞬态场仿真模型中的电流控制角，得到在给定定子电流下的转矩控制角曲线；根据电机转速和电机类型为所述电机选择与自身情况相适应的控制方式，以获取在不同电机转速下，满足所述控制方式的约束条件的最佳电流控制角；根据任一最佳电流控制角对应的定子电流下的转矩控制角曲线，获取与该最佳电流控制角对应的电磁转矩，以得到所述电机的转矩转速对应关系；根据所述转矩转速对应关系确定所述电机的最高电机转速，并根据所述最高电机转速与电机额定转速的比值确定所述电机的弱磁扩速范围。2.如权利要求1所述的永磁同步电机的弱磁性能计算方法，其特征在于，所述根据所述电机的电磁转矩、定子电流及电流控制角的对应关系，通过参数化扫描所述瞬态场仿真模型中的电流控制角，得到在给定定子电流下的转矩控制角曲线的过程，包括：根据电磁转矩关系式及电机定子电流d、q轴分量的关系式Id＝-Issinβ、Iq＝Iscosβ，得到变形后的电磁转矩关系式其中，Te为电磁转矩，p为电机极对数，ψf为永磁体磁链，Id为定子电流d轴分量，Iq为定子电流q轴分量，Ld为定子d轴电感，Lq为定子q轴电感，Is为定子电流，β为电流控制角；根据变形的所述电磁转矩关系式，通过参数化扫描所述瞬态场仿真模型中的电流控制角β，得到在给定定子电流下的转矩控制角曲线。3.如权利要求2所述的永磁同步电机的弱磁性能计算方法，其特征在于，当电机转速小于其额定转速且所述电机为表贴式同步电机时，所述根据电机转速和电机类型为所述电机选择与自身情况相适应的控制方式，以获取在不同电机转速下，满足所述控制方式的约束条件的最佳电流控制角的过程，包括：为所述电机选择Id＝0的控制方式，并根据此控制方式的约束条件β＝0确定在不同电机转速下的最佳电流控制角均为0；相应的，所述根据任一最佳电流控制角对应的定子电流下的转矩控制角曲线，获取与该最佳电流控制角对应的电磁转矩，以得到所述电机的转矩转速对应关系的过程，包括：根据Id＝0的控制方式的另一约束条件定子电流取电机额定电流，将最佳电流控制角0对应的转矩控制角曲线确定为在电机额定电流下的转矩控制角曲线；根据在电机额定电流下的转矩控制角曲线，获取与最佳电流控制角0对应的电磁转矩，以得到所述电机在电机转速小于其额定转速下的转矩转速对应关系。4.如权利要求2所述的永磁同步电机的弱磁性能计算方法，其特征在于，当电机转速小于其额定转速且所述电机为内置式同步电机时，所述根据电机转速和电机类型为所述电机选择与自身情况相适应的控制方式，以获取在不同电机转速下，满足所述控制方式的约束条件的最佳电流控制角；根据任一最佳电流控制角对应的定子电流下的转矩控制角曲线，获取与该最佳电流控制角对应的电磁转矩，以得到所述电机的转矩转速对应关系的过程，包括：为所述电机选择最大转矩电流比控制方式；根据所述最大转矩电流比控制方式的约束条件电磁转矩取最大转矩值、定子电流取电机额定电流，从在电机额定电流下的转矩控制角曲线中找出最大电磁转矩，以得到所述电机在电机转速小于其额定转速下的转矩转速对应关系；其中，在不同电机转速下的最佳电流控制角均为所述最大电磁转矩对应的电流控制角。5.如权利要求2所述的永磁同步电机的弱磁性能计算方法，其特征在于，当电机转速不小于其额定转速时，所述根据电机转速和电机类型为所述电机选择与自身情况相适应的控制方式，以获取在不同电机转速下，满足所述控制方式的约束条件的最佳电流控制角的过程，包括：当所述电机为表贴式同步电机或内置式同步电机时，为所述电机选择弱磁控制方式；根据所述弱磁控制方式的约束条件定子电流取电机额定电流和相电压求取关系式ω＝2πnp/60，通过参数化扫描所述瞬态场仿真模型中的电流控制角β和转速n，得到不同转速下的相电压控制角曲线；其中，Rs为定子电阻，is(t)为所选相的激励电流，Le为电机绕组端部电感，ψ(t)为所选相的磁链，ia为A相激励电流，ω为角速度；根据所述弱磁控制方式的另一约束条件定子电压取电机额定电压，从所有相电压控制角曲线中找出满足此约束条件的最佳电流控制角；相应的，所述根据任一最佳电流控制角对应的定子电流下的转矩控制角曲线，获取与该最佳电流控制角对应的电磁转矩，以得到所述电机的转矩转速对应关系的过程，包括：根据在电机额定电流下的转矩控制角曲线，获取与所有最佳电流控制角对应的电磁转...
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