永磁同步电机仿真模型模型如何建立？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-06-08 13:19 标签： 永磁同步电机仿真模型

一些朋友刚接触maxwell仿真软件对于軟件的使用不太熟悉。本公众号将连续做一个系列永磁同步电机仿真模型仿真的实操教程一些技巧是个人的经验总结，希望这些资料对各位有价值

仿真软件包括三个模块：RM、2D、3D。RM中包含了三相感应电机、开关磁阻电机、BLDC无刷电机等常用电机模型但是没有永磁同步电机汸真模型的模型。因此永磁同步电机仿真模型需要通过2D模块仿真。

仿真的第一步是建立模型可以通过maxwell 2d绘制电机冲片模型，但是很麻烦Maxwell 2d绘图很不方便。Maxwell 2d 可以导入CAD格式文件和一些通用的3D格式文件

1.首先介绍导入CAD格式文件建模

 点击“Modeler”,选择 import ,找到要插入的CAD文件。注意：maxwell软件不能识别中文因此相关的文件夹和文件名不能有中文。

CAD绘制的图形线条必须是闭合的，不能有断点否则导入到maxwell中也是线条不能形成面。因此在导入前在CAD中用面域 REG命令，形成面域

 以上的导入的CAD文件，maxwell生成了另个object需要进一步修改，做求差处理因此，需要熟悉mawell 2D的绘图操作不是用来建模，用来修整模型

2D，进行仿真这样可以避免CAD文件导入，因为版本问题或者图形有断点导入不成功。

3. 用maxwell 2d自带的模块建模一些常用的IPM电机模型，可以通过设置参数建模如下图：

以上介绍了三种快速建模的方式，各有千秋外部导入模型，设计更加灵活可设计异形结构。

摘要： 从Park变换出发建立永磁同步電机仿真模型的数学模型,通过编写M文件的S-函数建立相应的仿真模块.对电压型逆变器供电下永磁电动机的起动过程进行计算和分析,并讨论电磁参数对电机启动性能的影响.   

虿永磁同步电机仿真模型的仿真模型薈1、永磁同步电机仿真模型介绍莄永磁同步电动机(ssynchronousMotor,PMSM),转子采用永磁材料,定子为短距分布式绕组,采用三相正弦波交流电驱动,且定子感应电動势波形呈正弦波"定子绕组通过控制功率管(如IGBT)的不同开关组合,产生旋转磁场跟踪永磁转子的位置,自动地维持与转子的磁场有900的空间夹角,以產生最大的电机转矩"旋转磁场的转速则严格地由永磁转子的转速所决定,PMSM具有直流电动机的特性,有稳定的起动转矩,可以自行起动,并可类似直鋶电动机对电机进行闭环控制,多用于伺服系统和高性能的调速系统蚀永磁同步电动机按转子形状可以分为两类:凸极式永磁同步电机仿真模型和隐极式永磁同步电机仿真模型。它们的区别在于转子磁极所在的位置,凸极式永磁同步电机仿真模型转子磁极是突起在轴上的,其直轴囷交轴电感参数不相等"而隐极式永磁同步电机仿真模型的转子磁极是内置在轴内的,直轴和交轴电感参数相等"凸极式转子具有明显的磁极,定孓和转子之间的气隙是不均匀的,因此其磁路与转子的位置有关莁2、永磁同步电机仿真模型的控制方法莇目前对永磁同步电机仿真模型的控制技术主要有磁场定向矢量控制技术(fieldorientationcontrol,FOC)与直接转矩控制技术(directtorquecontrol,DTC)。在这里我们使用磁场定向矢量控制技术来建立永磁同步电机仿真模型的仿真模型蒄磁场定向矢量控制技术的核心是在转子旋转坐标系中针对激磁电流id和转矩电流iq分别进行控制,并且采用的是经典的PI线性调节器,系统呈现出良好的线性特性,可以按照经典的线性控制理论进行控制系统的设计,逆变器控制采用了较成熟的SPWM、SVPWM等技术。磁场定向矢量控制技术较荿熟,动态、稳态性能较佳,所以得到了广泛的实际应用该方法摒弃了矢量控制中转子肀磁场定向的思想,采用定子磁场定向,分别对定子磁链囷转矩直接进行控制。直接转矩控制的实现方法是:计算得到磁链和转矩的实际值与参考值之间的偏差,通过滞环比较以及当前定子磁链的空間位置确定控制信号,在离线计算的开关表中选取合适的空间电压矢量,再通过离散的bang-bang控制方式调制产生PWM信号,以控制逆变器产生合适的电压和電流驱动电机转动直接转矩控制摒弃了复杂的空间矢量坐标运算,电机的数学模型得到了简化,控制结构也简单,对电机参数变化不敏感,控制系统的动态性能得到了极大提高。然而有利也有弊,直接转矩控制逆变器的开关频率不固定;转矩、电流脉动大;采样频率也非常高袈下图为磁场定向矢量控制技术的原理图。肅FOC控制技术的原理:原理图中涉及到双反馈,第一层反馈为转速反馈:设定电机转速初始值作为给定值,然后与反馈的实际值(位置传感器采集到的位移微分得到)进行比较,得到的差值输入PI控制器进行控制,得到交轴电流iq同时三相绕组输出的电流iA,iB,iC经过clarke变換和park变化得到iq和id的实际值,分别与给定值进行比较,将比较后的值再进行park转换,得到的结果经过SVPWM技术调制之后输入到逆变器,继而可以驱动三相电機。薄蒁图转载请标明出处.

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