【技术实现步骤摘要】
一种磁链可调永磁同步磁阻电机的建模方法
本专利技术涉及一种磁链可调永磁同步磁阻电机的建模方法，属于电机建模
技术介绍
同步磁阻电机具有结构坚固、过载能力强和成本低的优点，近年来在一些高效高可靠应用场合已逐渐成为异步电机的替代者。为了进一步提升同步磁阻电机转矩密度和功率因数，通过在转子中加入少量永磁体，构成永磁同步磁阻电机。永磁同步磁阻电机同时兼具永磁转矩和磁阻转矩，因此可一定程度解决永磁同步电机在调磁、可靠性和成本方面的不足。但是永磁同步磁阻电机在结构上具有空间谐波和转子凸极效应相互作用强、交/直轴耦合紧密、参数非线性时变特征明显等固有特点，为了提升电机的控制性能，现有的方法是通过有限元计算或实验测试的离线方式获取定子磁链、电感与电流之间的关系，用于在控制策略中补偿由于磁饱和造成的同步磁阻电机数学模型非线性因素。但是这种离线修正电机模型的方法难以计及温度变化、损耗电流等因素的实时影响，进而影响电机控制模型的准确度，而一些复杂的离线电机电磁分析又无法直接用于电机实时控制，因此限制了电机控制性能的提高。此外，永...
【技术保护点】
1.一种磁链可调永磁同步磁阻电机的建模方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1，考虑电机空间磁场谐波、磁饱和、交/直轴耦合因素，基于有限元磁场分析，构建磁链可调永磁同步磁阻电机瞬态电磁场有限元模型；/n步骤2，在不同的电机电枢电流和转子位置角序列下，运行步骤1的有限元模型，得到相对应的电机定子磁链和电磁转矩数据，构建定子磁链-电枢电流关系数据表和电磁转矩-电枢电流关系数据表；/n步骤3，对步骤2中的定子磁链-电枢电流关系数据表求逆，利用线性拟合方法对求逆所得的电枢电流-定子磁链关系数据表进行拟合，构建以定子磁链和转子位置角为自变量的电枢电流数据库；利用线性拟合方法对步骤2...
【技术特征摘要】
1.一种磁链可调永磁同步磁阻电机的建模方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，考虑电机空间磁场谐波、磁饱和、交/直轴耦合因素，基于有限元磁场分析，构建磁链可调永磁同步磁阻电机瞬态电磁场有限元模型；
步骤2，在不同的电机电枢电流和转子位置角序列下，运行步骤1的有限元模型，得到相对应的电机定子磁链和电磁转矩数据，构建定子磁链-电枢电流关系数据表和电磁转矩-电枢电流关系数据表；
步骤3，对步骤2中的定子磁链-电枢电流关系数据表求逆，利用线性拟合方法对求逆所得的电枢电流-定子磁链关系数据表进行拟合，构建以定子磁链和转子位置角为自变量的电枢电流数据库；利用线性拟合方法对步骤2的电磁转矩-电枢电流数据表进行拟合，构建以电枢电流和转子位置角为自变量的电磁转矩数据库；
步骤4，设置电机有限元模型材料的温度特性，在不同的转子温度下，重复步骤2，得到不同转子温度下的定子磁链和电磁转矩数据，从而得到单位温度下定子磁链和电磁转矩的变化量，利用步骤3中的方法构建以定子磁链与转子位置角为自变量的电枢电流变化率数据库和以电枢电流与转子位置角为自变量的电磁转矩变化率数据库；
步骤5，利用有限元仿真技术，分别在开路和短路情况下设置不同频率电枢电流，得到对应情况下开路和短路铁损值；对开路和短路铁损值进行数值拟合，得到开路和短路铁损的系数，从而得到基波频率下电机损耗模型实时计算表达式；在此基础上，求解电机损耗等效电流，进一步修正电机控制数学模型。
2.根据权利要求1所述磁链可调永磁同步磁阻电机的建模方法，其特征在于，步骤1所述磁链可调永磁同步磁阻电机瞬态电磁场有限元模型中的定子磁链与电磁转矩表达式如下：
Ψd＝f(id,iq,θm)
Ψq＝g(id,iq,θm)
Te＝Te(id,iq,θm)
其中，Ψd、Ψq分别为定子绕组d轴、q轴磁链，Te为电磁转矩，id、iq分别为d、q轴电流，θm为转子机械角度，f(·)、g(·)、Te(·)均表示函数。
3.根据权利要求1所述磁链可调永磁同步磁阻电机的建模方法，其特征在于，步骤2所述电机定子磁链由下式计算得到：
Ψd＝∫(ud-Rid+ωeΨq)dt
Ψq＝∫(uq-Riq+ωeΨd)dt
其中，id、iq由求逆得到，即Ψd、Ψq分别为定子绕组d轴、q轴磁链，ud、uq分别为d、q轴电压，id、i...
【专利技术属性】
技术研发人员：王政，叶江川，余开亮，李玉庆，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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