[發明專利]一種基于可預測鐵耗的永磁同步電機建模方法

有效

• 申請號: 202010439873.8
• 申請日: 2020-05-22
• 公開（公告）號: CN111737893B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 張承寧;把鑫;張碩
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 范盈

本發明提供了一種基于可預測鐵耗的永磁同步電機建模方法，其跳出了現有模型的常規方法，通過采用可變電感，在電機不同運行工況下同步電感以及漏感采用不同取值，實現了永磁同步電機在不同運行工況下輸出特性的準確計算。采用可變等效磁化鐵耗電阻以計算由磁化磁鏈引起的鐵心損耗，該電阻應并聯在磁化支路兩端，實現了電機在全工作域由磁化磁鏈引起的鐵心損耗的準確計算。基于可變等效漏磁鐵耗電阻以計算由漏磁磁鏈引起的鐵心損耗，該電阻應并聯在漏感兩端，實現了電機在全工作域由漏磁磁鏈引起的鐵心損耗的準確計算。

技術領域

本發明涉及永磁同步電機建模技術領域，尤其涉及一種基于可預測鐵耗的永磁同步電機建模技術。

背景技術

目前，在永磁同步電機建模領域中，基于可預測鐵耗的等效電路模型是較為常用且有效的建模方式之一。其多采用固定阻值的等效鐵耗電阻、參數固定的電感，在某些建模過程中會忽略電機由漏磁鏈引起的鐵心損耗。但現有對該模型的上述設定，也存在著一些較為明顯的缺陷，譬如：1.固定阻值的等效鐵耗電阻多由電機額定速度運行時測量數據所確定，然而電機的鐵心損耗是與電機轉速和電機運行工況(電機定子的磁通密度分布)密切相關的量，采用固定阻值的等效鐵耗電阻勢必會造成較大的計算誤差，不能有效的計算電機在全工作域的鐵心損耗，繼而造成應用永磁同步電機等效電路模型計算電機輸出功率、鐵心損耗、效率、溫升等方面的誤差；2.由于等效電路模型中電感參數的值是與電機運行工況密切相關的量，故采用固定參數的電感會造成應用等效電路模型計算電機輸出轉矩、輸出功率等方面的誤差；3.當電機空載運行時，漏磁鏈含量較小，所引起的鐵心損耗較小，當電機負載運行時，漏磁鏈含量明顯增大，所引起的鐵心損耗較大，因此上述忽略漏磁鏈所引起鐵心損耗的處理方式會導致的模型精度較低。由此可見，如何提供一種既能保留現有基于可預測鐵耗的建模方式中的優點，同時能有效克服上述缺陷的建模方法，是本領域中亟待解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種基于可預測鐵耗的永磁同步電機建模方法，具體包括以下步驟：

步驟一、在三相交流abc坐標系下建立永磁同步電機的各單相等效電路模型，表示為以下形式：

V_n＝E_n+jωL_sI_nm+Z_nlI_n+R_nI_n

I_n＝I_nm+I_cm

其中，下標n表示abc三相中的任一相，E_n為該相感應電動勢矢量、L_s為可變同步電感、L_nl為該相可變漏感、R_s為該相繞組內阻、R_cm為可變等效磁化鐵耗電阻、R_cl為可變等效漏磁鐵耗電阻組成、V_n為該相端電壓矢量、I_n為該相電流矢量；I_nm為該相流過磁化支路的電流矢量、I_cm為該相流過可變等效磁化鐵耗電阻的電流矢量、ω為電角速度、Z_nl為該相可變漏感L_nl與可變等效漏磁鐵耗電阻R_cl并聯形成的等效漏阻抗、j表示虛數單位；

步驟二、在交直軸d-q坐標系下分別建立永磁同步電機的d軸和q軸等效電路模型，表示為以下形式：