新能源汽車驅(qū)動用永磁同步電機設(shè)計

Ansys Simplorer是在汽車、航空航天、工業(yè)設(shè)備中廣泛使用的大規(guī)模機電系統(tǒng)多物理域系統(tǒng)仿真軟件。Simplorer可將電機及控制器的設(shè)計、驅(qū)動電路設(shè)計、模擬數(shù)字控制設(shè)計等不同的技術(shù)綜合在一起，實現(xiàn)多技術(shù)仿真解決方案。Ansys Simplorer采用多層次的建模方法，根據(jù)不同的仿真需求使用不同精度的模型，適用于從大規(guī)模系統(tǒng)仿真到詳細電路仿真的應(yīng)用范圍。另外，除了在電氣、電子方面，Ansys Simplorer還可以應(yīng)用于流體、結(jié)構(gòu)、熱等領(lǐng)域。

在電機設(shè)計特別是新能源汽車驅(qū)動用永磁同步電機設(shè)計過程中，通常需將電機與控制系統(tǒng)進行矢量控制算法聯(lián)合仿真，以得到更加精確的仿真分析結(jié)果?？刂葡到y(tǒng)聯(lián)合仿真過程中，由于控制器開關(guān)頻率高，仿真步長短，計算時間長等特點，如果直接將有限元模型直接與控制系統(tǒng)進行聯(lián)合仿真，仿真時間跟速度通常無法滿足工程需要。為此可以采用永磁同步電機降階模型抽取方法，通過對永磁電機有限元結(jié)果進行降階抽取，等效抽取的結(jié)果是基于有限元計算得到的數(shù)據(jù)表，在控制系統(tǒng)聯(lián)合仿真過程中只需通過查表的方法就能得到電機的性能，因此將抽取后的結(jié)果應(yīng)用到系統(tǒng)仿真中，既保證了精度也提高了速度。在Maxwell有限元場計算中，有限元模型對電流和轉(zhuǎn)子位置角掃描，掃描后得到的有限元結(jié)果通過降階模型保存在數(shù)據(jù)表中形成ECE模型，可將ECE模型直接在Simplorer進行分析計算，也可以將ECE模型送到控制系統(tǒng)中進行高級控制系統(tǒng)仿真。

基于Clark變換、Park變換、SVPWM空間矢量變換等前提條件，可搭建出永磁同步電機的矢量控制系統(tǒng)電路?？刂葡到y(tǒng)中的相關(guān)模塊可在Simplorer的庫中直接調(diào)用。電機模型降階后通過*.sml file形式得到ECE降階模型，在控制系統(tǒng)中參與矢量控制算法仿真，實現(xiàn)了考慮控制策略下電機性能的仿真計算，助力電機開發(fā)工作更好地開展。

審核編輯：彭菁