关键词：永磁同步电机;;联合仿真;;有限元模型;;矢量控制
摘 要：永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)拥有输出转矩高,功率密度高,效率高等优点,在应用电机的新领域也以永磁电机作为首选。然而国内外对PMSM控制策略的仿真大多采用的是电机的d-q模型,其电机参数是恒定不变的,并忽略了电机设计参数带来的影响。为了考虑电机设计参数带来的影响,并观察到电机参数的变化,本文对PMSM的有限元模型进行研究,并利用有限元联合仿真平台实现了电机控制策略的设计,主要工作如下:1.研究了PMSM的d-q数学模型,并分析了PMSM数学模型无法考虑电机参数变化的问题。搭建了PMSM有限元模型,并基于电机有限元模型对电机磁路和磁场两个方面进行了研究,分析了电机有限元模型考虑电机设计参数、可以显示更多电机暂态参数的优势。2.分别对PMSM电感参数、反向电动势以及铜耗、铁耗的参数模型进行了研究,分析了造成上述参数的变化的因素以及上述参数对PMSM控制的影响。基于电机有限元模型对参数的影响因素进行了仿真。3.对基于转子定向的矢量控制策略进行了研究,并将有限元模型参数的分析和电机矢量控制策略结合了起来:依据铜耗、铁耗对电机控制的影响,设计了一种考虑铜耗、铁耗的电机控制策略,实现了对电磁转矩的补偿;依据电感参数变化对电机控制的影响,设计了一种考虑电感参数变化的MTPA电机控制策略。对PMSM的联合仿真进行了研究并搭建了PMSM的有限元联合仿真平台。将电机的有限元联合仿真结果与电机d-q模型的仿真结果进行对比,结果表明通过联合仿真模型可以观察到更多电机参数;基于联合仿真平台验证了上述两种控制策略的可行性,这表明有限元模型对控制策略的研究具有指导作用。
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