[發明專利]三維虛擬直流無刷電機動態仿真方法

有效

• 申請號: 201010177817.8
• 申請日: 2010-05-13
• 公開（公告）號: CN101882170A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發明（設計）人: 周治平;周亮
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;H02P6/00
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 曹祖良

技術領域

本發明涉及一種動態仿真方法，尤其是一種三維虛擬直流無刷電機動態仿真方法，具體地說是一種對三維可視化虛擬直流無刷電機的動態仿真方法，屬于計算機輔助設計的技術領域。

背景技術

在近幾十年內，隨著計算機運算能力的提高，國內外對計算機的輔助設計進行了大量的研究，開發出許多優秀的計算機輔助設計軟件。目前，在電機行業，CAD軟件已經是電機開發人員不可缺少的輔助工具，它大大地減少了設計人員們的工作量，使人們從以往的繁瑣計算中解放出來。

在國外，計算機輔助設計軟件主要有美國SolidWorks公司開發的SolidWorks3D軟件、美國參數技術公司(Parametic?technology?Corporation)開發的Pro/Engineer軟件、美國Autodesk公司開發的AutoCAD軟件、EDS公司開發的UG軟件，它們幾乎是機械行業中不可缺少的工具。上述計算機輔助設計軟件雖然功能強大，但是對于電機的設計來說，它們的針對性不強。

在國內，對電機的輔助設計也進行了大量的研究，其中具有代表性的是浙江大學開發的Visual?EMCAD軟件，此軟件包括了三相異步電動機、單相異步電動機、永磁直流電動、單相串勵電動機、永磁無刷直流電動機和開關磁阻電動機的設計。在國內的一些企業中也對電機的輔助設計進行了一些研究，其中包括寧波高新區南牛電機技術有限公司開發的南牛單相串激電機設計軟件、南牛外轉子三相異步電機設計軟件等。雖然它們都是專門針對電機輔助設計的軟件，但是使用這些輔助設計軟件所得的分析結果都是以二維圖形和圖表的形式給出，因此其直觀性和交互性有限，而且其不能夠預先對電機在驅動負載的時運行情況進行動態仿真；不能對輔助設計電機的性能進行有效評價，不利于電機設計的改進，延長了電機設計的時間，增加了電機設計的成本。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種三維虛擬直流無刷電機動態仿真方法，其能夠對直流無刷電機的情況進行動態仿真，可視性強，能夠進行交互設計，可靠性高。

按照本發明提供的技術方案，所述三維虛擬直流無刷電機動態仿真方法，包括如下步驟：

a、建立直流無刷電機的機理模型：包括直流無刷電機的尺寸、額定轉速、定子沖片與轉子沖片的類型、直流無刷電機的額定功率、額定電壓與額定電流、所述直流無刷電機的數學模型、驅動負載模型與溫度變化模型；

b、建立直流無刷電機的三維虛擬現實場景模型：建立直流無刷電機的各個部分及負載的三維模型，并將所述三維模型轉換為3ds文件輸出；

c、實現虛擬現實場景：根據步驟a中直流無刷電機的機理模型建立直流無刷電機的仿真運算程序模塊，所述仿真運算程序模塊讀取預先建立數據庫的信息，對直流無刷電機的機理模型進行仿真計算，并輸出直流無刷電機的仿真計算結果；所述數據庫包括若干直流無刷電機機理模型的參數和直流無刷電機的運行環境參數；

d、實現虛擬仿真程序的交互：讀取步驟b中生成的3ds文件，并生成對應的三維直流無刷電機圖形；所述三維直流無刷電機圖形利用步驟c仿真計算結果驅動，并對所述三維直流無刷電機進行交互操作，且利用輸出設備對三維直流無刷電機的運行進行動態展現。

所述步驟a中直流無刷電機的數學模型為，