基于ansoft的永磁同步电动机启动过程仿真研究

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1、第36卷第2期2009年4月拖拉机与农用运输车Tractor&FamiTransporter基于Ansoft的永磁同步电动机启动过程仿真研究万红波，全力(江苏大学电气工程信息学院.江苏镇江212013)摘要：利用Ansb公司的Maxwell2D瞬态模块.建立了汽车永磁同步电动机(血)模型，加载激励源•构成一个完整的仿真系统。通过对RV1SV1模型瞬态有限元分析，得到了绕组磁链-电流曲线，同时得到了转速、转矩和相电流曲线。仿真结果精确地反映了启动过程，为INTSVI优化设计、减少转矩脉动、提高启动转矩提供了理论依据。

2、关键词：永磁同步电动机;启动过程：电磁场有限元法；Ansoft:瞬态分析中图分类号:TV1341文献标识码：B文章编号：1006-0(X)6(2009)02-0064-()3ResearchonStarthgProcessforPeimanentMagnetSynchronousMotorBasedonAnsoftWANHon^lbo,QUANLi(CollegeofElectricalandInfomiatk)nEngineering,JiangsuUniversity,Zlienjiang212013,Chin

3、a)AbSIraCtTheinstantaneousmodelofpemanentmagnetsynchionousmotor(BvlSVl)hasbeensetupusingMaxweII2DproduccdbyAnsfotcanpanyilltliispaperAcanplctcsystanincludingadditbnalsouircisaddedandthesinulatonofthissystemhasbeendoneItcanbefi^undthatthesinulationresultaccords

4、withthestartingpmcessofRVISV1.Theresultscanbebenefitforthedesignofpennanentmagnetsynchronousmotoranditscontiolsystem.Keywords：FMSV1;Startingpiocess;FEA;AnsoftInstantaneousanalysis1前言永磁同步电动机(1M5M)是把永磁同步电动机、电子技术和控制技术融为一体的电磁机械装置.早期用于军事和航天领域，如卫星姿态控制、导弹测试用转台等，稍后被应用

5、于工业加工领域.用作高性能机床的驱动⑴。由于构成这类电动机驱动系统的成本太高，所以迟迟没能应用于民用领域。近年来.随着构成永磁同步电动机主要成本的永磁材料、电力电子器件、微处理器价格的不断降低，将永磁体同步电机应用到民用领域的时机已经成熟.使得研究永磁同步电动机成为当代电气传动界的热门课题之一门~"。牵引电机是电动汽车传动系统的关键部件.永磁同步电动机具有体积小、功率高、无转子损耗、转动惯量小和较高的转矩密度、转矩平稳性良好及振动噪音低等特点.是电动汽车的理想选择•受到业界的高度关注，尤其在日本得到了广泛的应用。由

6、于异步启动是启动永磁同步电动机的常用方法.但电机交、直轴磁路磁导不相等以及永磁体的存在.给启动过程的计算分析带来了困难。若启动绕组设计不当，即使电机运行性能很好，也可能使电机不能牵入同步运行⑷。基于此种原因，作者研制了基于汽车启动发电一体化(0XD)的1.5刖永磁同步电动机，应用Ansod公司的电磁分析软件对电机启动过程进行了仿真，说明有限元磁场分析方法对复杂永磁同步电动机分析的精确性。2静态分析软件由于永磁同步电动机的非线性特性.在运行过程中必然有一些参数发生非线性变化，以固定参数带人方程进行求解的方法会带来很大

7、的误差.而且由于永磁同步电动机结构的特殊性，其参数也很难由传统的参数计算方法来精确确定。随着计算机辅助设计技术的飞速发展.涌现出了许多用于电磁场有限元数值计算的软件。大多数软件静态场分析较为完善，所以目前一般是利用有限元软件进行静态分析.优化设计永磁同步电动机。然而仅仅静态分析，不能精确地计算电动机的模型。但是其他软件在瞬变场分析方面较为欠缺.仍然存在后处理功能薄弱等缺点，给瞬念参数的计算带来困难。Ansofl公司推出的MaweII2D电磁场分析软件不仅具有完善的静态电磁场分析功能.对瞬变电磁场的分析同样卓越.具有

8、强大的后处理功能.这就为开关磁阻电动机参数的计算提供了一个方便、快捷、准确的计算工具。Ansoft软件相对于其他软件有许多新的特点和优势⑴:一是该软件具有许多开发成熟的电机模型.多数电机都可以在库中找到，给使用者带来极大的方便:二是该软件设计的电机驱动电路部分，与电机模型连在一起进行仿真•提出了一个整体分析的思想：三是模型建立后•可以输入需要优化的参数.软件