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标题	基于Ansoft maxwell的PMSM的Ld，Lq线性解耦仿真
范文	陆海斌　辜贇 摘 要：基于车用永磁同步电机的特点，以一台三相内埋式永磁同步电机为例，借助Ansoft Maxwell软件采用有限元方法分析磁路饱和对交、直轴电感的影响，确定电机的交、直轴电感矩阵，为进一步控制电机做指导。 关键词：PMSM；有限元；交直轴电感；电磁饱和 基于AnsoftMaxwell软件，以一台车用三相永磁同步电机为例进行有限元仿真。求解出内置式永磁同步电机的交、直轴电感矩阵。并总结磁路饱和对交、直轴电感的影响趋势。为进一步实现电机控制提供输入和参考。 1 电机模型的建立及基本参数 模型建立： 2 使用Ansoft软件进行参数扫描 2.1 添加电流激励 模型建立完成后，定子三相绕组添加电流激励，在Ansoft Maxwell里点击Excitations->PhaseA->将Id×1.414×cos（2×pi×p×n/60×time）+Iq×1.414×sin（2×pi×p×n/60×time）。B、C相相同。 2.2 添加扫描参数 由于计算量较大，为节省时间，在利用Ansoft MaxwellTM进行计算时，可以使用参数扫描。目前的做法是固定Iq，扫描同一Iq下不同Id的情况。将每次计算的结果进行傅里叶分解出电压基波幅值及相位。 2.3 仿真结果 根据永磁电机矢量控制原理，定子电流Is分解到d-q轴系上的Id、Iq，依据激励条件对Id进行参数扫描，扫描范围是覆盖电机所有工况的电流范围。我们实例中Id扫描范围为（0-100A）平均分成10段。图2为反电势扫描波形。 对反电势波形进行FFT分解，图3为感应相电压基波分量所对应的电压幅值、图4为感应相电压基波分量所对应的电压相位，两个参数是作为计算交、直轴电感的输入。 3 解耦的线性交、直轴电感计算 对IPM的电感计算，一般认为d、q轴是完全解耦，根据Id、Iq 算出定子电流Is=；然后算出定子电流的相位角θ1=×180°。根据Ansoft Maxwell中将扫描结果相反电势基本分量幅值，相位。算出交、直轴电压，U-drms=， 已知电动机转速n、永磁磁链基波幅值、P极数；求出电角频率，ω=××2π，再求空载反电势基波有效值E0=×ω，然后求出X-q=、X-d=； 最后求出，L-q=×1000、L-d=×1000，单位为mH。 图5和图6为电机输入不同的Id、Iq组合所对应的交、直轴电感曲线。此曲线可以为电机控制做出指导作用。 从曲线看出，当Id从0A增大到100A过程中所着磁路的饱和程度增大，直轴电感Ld变化0.017mH。而当Iq从0A增大到100A过程中随着磁路饱和程度的增大，交轴电感Lq变化0.05Mh。 4 结论 d轴电感基本为常数，随着弱磁作用负d轴电流的增加有微小的减小，限制了d轴方向的饱和；q轴电感随q轴电流的增加明显降低，q轴电感更容易受饱和影响。这种d轴电流和q轴电流随本轴电流变化趋势比较准确地反映了IPM永磁电机中电磁转矩特性，与实际数据相符。 参考文献： [1]王艾萌.新能源汽车新型电机的设及若磁控制[M].北京：机械工业出版社，2013.12.
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