相绕组电流波形基础上开关磁阻电机损耗研究（电磁学论文） ㊣ 精品文档 值得下载

链特性与矩统仿真模型可以较好地模拟驱动系统实验平台，可以准确计算电机各工况与控制策略下的相电流波形。

该仿真模型运行速度快，可以在模型上做任意工作点电流波形的仿真和反复计算，达到提高电机在不同工作点铁损和铜损计算精度的目的。

基于相电流波形的损耗分析电机铜损与铁损计算根据仿真得到电流波形，可由式计算出电机的铜损。

其中，相绕组电阻由电桥法测得，为仿真电流波形，是根据实际电流仿真波形计算得到的铜损。

相绕组电流波形基础上开关磁阻电机损耗研究中磁链特性，曲面与矩角特性，曲面分别如图和图所示。

考虑到各相绕组具有对称性，仅对相绕组进行计算，仿真计算过程中忽略电机相绕组的相间互感。

图维有限元模型图磁链特性图矩角特性本体建模本文利用电磁有限元计算得到的电机磁链特性与矩角特性数据，在中对本体建模，仿真模型框图如图所示。

其中，电流特性，由磁链特性，经数据处理后得到。

通过对相绕组电压积分得到相绕组磁链值，通过电流特性，插值得到相绕组电流波形基础上开关磁阻电机损耗研究电磁学论文的限制，采样周期通常为左右。

事实上，实验平台控制器上的拍延时对相绕组电流波形有明显影响。

为了使仿真计算出的电流波形与实验平台电流波形相致，在仿真模型中加入延时模块，用于提高仿真电流波形与实测波形的吻合度。

相绕组电流波形基础上开关磁阻电机损耗研究电磁学论文。

为了得到准确的相电流波形，提高电机损耗计算的准确性，本文采用有限元法准确计算样机的静态电磁特性，根据静态电磁特性在中对电机本体准确建模，并在关磁阻电机铁心损耗分析电机与控制学报，丁文，周会军，鱼振民开关磁阻电机磁通波形与铁耗计算电机与控制应用，陆增洁，魏梦飒，陈成基于相全桥电路控制的开关磁阻电机铁耗计算电工技术，李琳，宋雅吾，韩钰，等非正弦激励下硅钢片的磁滞特性模拟及损耗计算华北电力大学学报自然科学版，赵勇，曲兵妮，宋建成，田德翔，宋世潮基于相绕组电流波形的开关磁阻电机损耗研究微特电机，基金山西省重点研发计划资助项目。

图本体电磁模型框图驱动系统建模本文根据样减小，总损耗中铁损占比较小而铜损占比较大，且总损耗随转速升高而递减。

参考文献邱银，郝润科，赵龙，等基于的开关磁阻电机特性仿真电机与控制应用刘闯，严利，严加根，等开关磁阻电机非线性磁参数建模方法南京航空航天大学学报，丁文，梁得亮，鱼振民，等基于磁链与转矩特性的开关磁阻电机建模研究西安交通大学学报，周永勤，徐爽，吴桐，等极开关磁阻电机直接转矩控制系统建模与仿真哈尔滨理工大学学报，宋建国，许灵，牟蓬涛基于极开关电机在满载运行时，电机的铁损随转速的升高而增大，这是电机铁心内磁场变化频率随转速的升高而增加的结果。

当电机转速超过定数值时本样机为，电机的铁损随转速升高而减小，这是因为转速逐渐升高时，相绕组的通电时间随之缩短，电机相绕组内的最大磁链即磁场的最大磁感应强度值随之减小，其对损耗影响大于频率增加对铁损的影响。

图中，实线为电机的总损耗，可以看出，电机低速满载运行时的总损耗高于额定工况时的总损耗。

结语本文提出了种将由于电机铁损有限元计算所使用的电流波形来自于与实验平台控制算法相同的仿真模型，故损耗计算结果更加接近实际工况。

最后，对典型工况损耗进行计算，得出了电机损耗随电机转速变化的规律。

相电流波形对电机损耗的影响的损耗主要有铜损铁损机械损耗杂散损耗。

本文主要研究损耗中占比较大的铜损与铁损。

电机铜损与铁损的规律性分析本文仿真计算了样机在不同转速条件下满载运行时的电机损耗，探讨同等负载条件下，铜损和铁损随转速的变化规律。

宋建成，田德翔，宋世潮基于相绕组电流波形的开关磁阻电机损耗研究微特电机，基金山西省重点研发计划资助项目。

电机铜损与铁损的规律性分析本文仿真计算了样机在不同转速条件下满载运行时的电机损耗，探讨同等负载条件下，铜损和铁损随转速的变化规律。

电机的开关角和控制方式设定如表所示，在开通角范围之内使用零压续流，开通角范围之外采用反压续流，最大允许斩波电流为，电源电压为，负载为额定负载，系统为闭环控制方式。

表为不同转速下额定负载时的铜损与铁损仿真计算阻电机建模研究西安交通大学学报，周永勤，徐爽，吴桐，等极开关磁阻电机直接转矩控制系统建模与仿真哈尔滨理工大学学报，宋建国，许灵，牟蓬涛基于极开关磁阻电机控制系统仿真电力电子技术李书杰，卜庆华，董健，等开关磁阻电机调速系统建模与仿真分析微电机，丁文，梁得亮双通道开关磁阻起动发电机系统建模与仿真电机与控制学报，吴建华开关磁阻电机的损耗针算微特电机，林鹤云，周鹗，黄建中，等开关磁阻电机磁场有限元分析与铁耗计算电工技术学报其对损耗影响大于频率增加对铁损的影响。

图中，实线为电机的总损耗，可以看出，电机低速满载运行时的总损耗高于额定工况时的总损耗。

结语本文提出了种将仿真模型与有限元计算软件相结合的损耗计算方法。

由于仿真模型采用与实验平台相同的控制算法，相电流波形与实验平台高度吻合，基于相电流波形计算得到的铁损和铜损更加符合实际工况。

以额定工况下闭环驱动系统的电流波形作为输入，给出了铜损的准确计算方法，分析计算了额相绕组电流波形基础上开关磁阻电机损耗研究电磁学论文机的开关角和控制方式设定如表所示，在开通角范围之内使用零压续流，开通角范围之外采用反压续流，最大允许斩波电流为，电源电压为，负载为额定负载，系统为闭环控制方式。

表为不同转速下额定负载时的铜损与铁损仿真计算值，图为额定负载时电机损耗变化曲线。

表电机的开关角和控制方式表不同转速下电机铜损与铁损额定负载图额定负载时电机损耗变化曲线从图中可以看出，转速越低，铜损越大。

这是因为低速满载工况下，个导电周期内，电机电流波形维持在较大电流的时间占比较步提高铁损计算的准确性。

仅使用有限元软件无法模拟实际工况下电机的复杂控制过程，相电流波形的仿真结果与实际工况存在较大差异，损耗计算结果不够准确。

本文以台的为研究对象，采用非线性磁参数建模的方法对本体建模，搭建了仿真模型，所采用的控制算法和实验平台控制算法致，仿真模型计算的相绕组电流波形与实验测量波形高度吻合，利用仿真模型可以快速准确地计算出不同转速和负载条件下的电流波形，并基于电流波形计算出铜损和铁损程控制器功率变换器等模块构成的双闭环控制模型，可以实现电源电压斩波占空比开通角关断角目标转速负载等基本运行参数设定，可以实现电机的转速与相绕组电流双闭环控制，能够模拟电机的各种给定工况。

图驱动系统仿真框图般情况下，为使仿真结果更加准确，通常将驱动系统仿真模型的计算步长设臵为左右。

但是，样机实验平台上的功率变换器受运算速度的限制，采样周期通常为左右。

事实上，实验平台控制器上的拍延时对相绕组电流波形有明显影响。

为了使，图为额定负载时电机损耗变化曲线。

表电机的开关角和控制方式表不同转速下电机铜损与铁损额定负载图额定负载时电机损耗变化曲线从图中可以看出，转速越低，铜损越大。

这是因为低速满载工况下，个导电周期内，电机电流波形维持在较大电流的时间占比较大。

上述文献给出了本体及驱动器的仿真准确建模方法，给出了铁损计算的常用方法。

常用的若干种铁损计算方法中，时步有限元法是比较准确快捷的方法，考虑磁通波形的直流偏臵和小磁滞回环可以进，杨丽，刘闯，严加根开关磁阻电机铁损的双频法有限元计算研究中国电机工程学报，田晶，朱学忠，周翔开关磁阻电机的铁损分析与计算机电工程，董传友，李勇，丁树业，等开关磁阻电机铁心损耗分析电机与控制学报，丁文，周会军，鱼振民开关磁阻电机磁通波形与铁耗计算电机与控制应用，陆增洁，魏梦飒，陈成基于相全桥电路控制的开关磁阻电机铁耗计算电工技术，李琳，宋雅吾，韩钰，等非正弦激励下硅钢片的磁滞特性模拟及损耗计算华北电力大学学报自然科学版，赵勇，曲兵妮工况下的铁损密度分布图，得出在旋转方向上相互靠近的定转子齿间铁损密度最大的结论。

分析计算了额定负载条件下不同转速时的铜损与铁损，铜损随转速升高而减小，铁损先增加后减小，总损耗中铁损占比较小而铜损占比较大，且总损耗随转速升高而递减。

参考文献邱银，郝润科，赵龙，等基于的开关磁阻电机特性仿真电机与控制应用刘闯，严利，严加根，等开关磁阻电机非线性磁参数建模方法南京航空航天大学学报，丁文，梁得亮，鱼振民，等基于磁链与转矩特性的开关真计算出的电流波形与实验平台电流波形相致，在仿真模型中加入延时模块，用于提高仿真电流波形与实测波形的吻合度。

相绕组电流波形基础上开关磁阻电机损耗研究电磁学论文。

电机在满载运行时，电机的铁损随转速的升高而增大，这是电机铁心内磁场变化频率随转速的升高而增加的结果。

当电机转速超过定数值时本样机为，电机的铁损随转速升高而减小，这是因为转速逐渐升高时，相绕组的通电时间随之缩短，电机相绕组内的最大磁链即磁场的最大磁感应强度值随之减小，相绕组电流波形基础上开关磁阻电机损耗研究电磁学论文角特性数据，在中对本体建模，仿真模型框图如图所示。

其中，电流特性，由磁链特性，经数据处理后得到。

通过对相绕组电压积分得到相绕组磁链值，通过电流特性，插值得到的电流，再通过矩角特性，得到电机对应的电磁转矩。

相绕组产生的转矩之和即为电机的总输出转矩。

图本体电磁模型框图驱动系统建模本文根据样机的驱动系统实验平台，搭建了驱动系统的仿真框图，如图所示。

该仿真模型是由本体转矩平衡电磁学论文。

为了得到准确的相电流波形，提高电机损耗计算的准确性，本文采用有限元法准确计算样机的静态电磁特性，根据静态电磁特性在中对电机本体准确建模，并在仿真模型的控制器中复现了实验平台的控制算法，得到更加准确的相