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申请/专利权人：西北工业大学

摘要：本发明公开了一种永磁同步电机数学建模方法，详细分析了电机永磁体产生的谐波磁链、考虑饱和和交叉耦合效应的电感模型以及包含铁芯损耗的电机模型，在兼顾电机参数随运行工况变化而变化的同时，考虑电机非标准正弦的反电动势和铁芯损耗。与传统的永磁同步电机数学模型相比，本发明所提出的方法会得到更短的过渡时间，产生更好的动态性能。

主权项：1.一种永磁同步电机数学建模方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：电机每相磁链为： 其中，ψfaθ、ψfbθ、ψfcθ是永磁体在每相绕组上产生的磁链，θe是电机的电角度；k＝1,2,3,...；ψ2k-1表示磁链幅值；通过反电动势测试平台测量电机反电势随电角度变化的规律，反电势与磁链的关系为ψfabc＝esabcωe，其中ψfabc是永磁体在每相绕组上产生的磁链，esabc是电机三相反电势，ωe是电机旋转电角速度；经过坐标变换得到dq轴磁链大小，即： 其中ψfd和ψfq表示dq轴磁链，Tabc,dq表示自然坐标系向旋转正交坐标系转换；ψ6k+1表示6k+1次磁链幅值；ψ6k-1表示6k-1次磁链幅值；步骤2：电机每相的自感和互感为： 其中，L和M分别表示自感和互感，L0和M0表示直流分量，L1和M1是电感二阶谐波含量，L1k是漏电感，θr是电机机械角度；dq轴电感表示为： 式中的Ld和Lq代表电机的dq轴电感；通过交流测试平台获取电机的自感和互感，计算公式为： 其中，Va是供电电源，Vc和Ia分别是测量的相电压和相电流，Rs是相电阻，f是电路频率；步骤3：通过功率分析仪测量电机不同转速下的空载铁损耗，计算电机铁损耗电阻值大小并进行曲线拟合；LossFe＝ui-uaia+ubib+ucic其中LossFe是铁损耗，u和i是母线电压和电流，ua、ub、uc分别是电机三相电压，ia、ib、ic分别是电机三相电流；计算铁损电阻： 其中，RFe是铁损电阻值，是三相电压有效值的平方；步骤4：在dq轴电机回路中加入并联的铁损耗电阻回路，电机dq轴电压方程为： 其中，idm和iqm是经过虚拟的dq轴绕组上的电流，iFed和iFeq是流经铁损电阻上的电流；因此，铁损电阻上的电流为： 根据基尔霍夫定律，dq轴电流id、iq与idm、iqm和iFed、iFeq形成回路： 电机达到稳定状态，和视为零，那么，dq轴电流表示为： 新的永磁同步电机电压方程为： 其中，ud和uq是电机dq轴电压；步骤5：将步骤1到步骤3得到的数据，包括dq轴磁链、dq轴电感和铁损耗电阻，带入步骤4新的永磁同步电机电压方程中，得到考虑非标准正弦反电动势、交叉耦合及铁损耗的永磁同步电机数学模型。

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