永磁同步電機(jī)(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)擁有輸出轉(zhuǎn)矩高,功率密度高,效率高等優(yōu)點(diǎn),在應(yīng)用電機(jī)的新領(lǐng)域也以永磁電機(jī)作為首選。然而國(guó)內(nèi)外對(duì)PMSM控制策略的仿真大多采用的是電機(jī)的d-q模型,其電機(jī)參數(shù)是恒定不變的,并忽略了電機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)帶來(lái)的影響。為了考慮電機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)帶來(lái)的影響,并觀(guān)察到電機(jī)參數(shù)的變化,本文對(duì)PMSM的有限元模型進(jìn)行研究,并利用有限元聯(lián)合仿真平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了電機(jī)控制策略的設(shè)計(jì),主要工作如下:1.研究了PMSM的d-q數(shù)學(xué)模型,并分析了PMSM數(shù)學(xué)模型無(wú)法考慮電機(jī)參數(shù)變化的問(wèn)題。搭建了PMSM有限元模型,并基于電機(jī)有限元模型對(duì)電機(jī)磁路和磁場(chǎng)兩個(gè)方面進(jìn)行了研究,分析了電機(jī)有限元模型考慮電機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)、可以顯示更多電機(jī)暫態(tài)參數(shù)的優(yōu)勢(shì)。2.分別對(duì)PMSM電感參數(shù)、反向電動(dòng)勢(shì)以及銅耗、鐵耗的參數(shù)模型進(jìn)行了研究,分析了造成上述參數(shù)的變化的因素以及上述參數(shù)對(duì)PMSM控制的影響�；陔姍C(jī)有限元模型對(duì)參數(shù)的影響因素進(jìn)行了仿真。3.對(duì)基于轉(zhuǎn)子定向的矢量控制策略進(jìn)行了研究,并將有限元模型參數(shù)的分析和電機(jī)矢量控制策略結(jié)合了起來(lái):依據(jù)銅耗、鐵耗對(duì)電機(jī)控制的影響,設(shè)計(jì)了一種考慮銅耗、鐵耗的電機(jī)控制策略,實(shí)現(xiàn)了對(duì)電磁轉(zhuǎn)矩的補(bǔ)償;依據(jù)電感參數(shù)變化對(duì)電機(jī)控制的影響,設(shè)計(jì)了一種考慮電感參數(shù)變化的MTPA電機(jī)控制策略。對(duì)PMSM的聯(lián)合仿真進(jìn)行了研究并搭建了PMSM的有限元聯(lián)合仿真平臺(tái)。將電機(jī)的有限元聯(lián)合仿真結(jié)果與電機(jī)d-q模型的仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明通過(guò)聯(lián)合仿真模型可以觀(guān)察到更多電機(jī)參數(shù);基于聯(lián)合仿真平臺(tái)驗(yàn)證了上述兩種控制策略的可行性,這表明有限元模型對(duì)控制策略的研究具有指導(dǎo)作用。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：U469.72;TM341
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景與研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 課題部分技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 PMSM設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀
        1.3.2 PMSM矢量控制策略研究現(xiàn)狀
        1.3.3 電機(jī)電控一體化設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀
        1.3.4 PMSM的仿真研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究的具體工作內(nèi)容
第二章 PMSM的仿真模型建立
    2.1 PMSM的d-q模型
    2.2 基于有限元模型的電機(jī)磁路的研究
        2.2.1 電機(jī)設(shè)計(jì)的邊界條件
        2.2.2 電機(jī)磁路的計(jì)算方法研究
        2.2.3 PMSM磁路的算例
    2.3 基于有限元模型的電機(jī)磁場(chǎng)的研究
        2.3.1 電機(jī)有限元模型的搭建
        2.3.2 電機(jī)有限元模型的仿真
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于有限元模型的PMSM參數(shù)模型分析
    3.1 電機(jī)電感參數(shù)模型分析
        3.1.1 電感的參數(shù)影響因素研究
        3.1.2 基于有限元模型的電感參數(shù)仿真分析
    3.2 電機(jī)反向電動(dòng)勢(shì)的參數(shù)模型分析
        3.2.1 反向電動(dòng)勢(shì)的影響因素研究
        3.2.2 基于有限元模型的反向電動(dòng)勢(shì)仿真分析
    3.3 電機(jī)損耗的研究
        3.3.1 繞組銅耗
        3.3.2 定子鐵耗
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于有限元模型的PMSM矢量控制的研究
    4.1 基于d-q模型的PMSM矢量控制策略研究
        4.1.1 基于轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的矢量控制研究
        4.1.2 PMSM矢量控制策略研究
    4.2 考慮銅耗鐵耗的矢量控制策略
        4.2.1 基于有限元模型的控制策略研究
        4.2.2 轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償值的計(jì)算
        4.2.3 基于聯(lián)合仿真平臺(tái)的仿真分析
    4.3 考慮電感參數(shù)變化的的MTPA控制策略
        4.3.1 基于有限元模型的控制策略研究
        4.3.2 基于聯(lián)合仿真平臺(tái)的仿真分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 PMSM的多物理場(chǎng)聯(lián)合仿真研究
    5.1 電機(jī)功率部分的建立
        5.1.1 功率回路的搭建
        5.1.2 Simplorer與Matlab的仿真接口
    5.2 電機(jī)控制部分的建立
        5.2.1 控制參數(shù)的設(shè)計(jì)
        5.2.2 電機(jī)控制模型
    5.3 模型仿真驗(yàn)證
        5.3.1 聯(lián)合仿真參數(shù)設(shè)定
        5.3.2 d-q模型仿真結(jié)果及分析
        5.3.3 有限元模型聯(lián)合仿真結(jié)果及分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
碩士期間的研究成果

【參考文獻(xiàn)】

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