您的位置：：司展五金网 >> 封装机

低耦合双余度PMSM二维瞬态磁场的有限元分析0曲线锯

时间：2022年09月20日

低耦合双余度PMSM二维瞬态磁场的有限元分析

低耦合双余度PMSM二维瞬态磁场的有限元分析 2012年09月24日来源：电机旋转过程中，磁场、能量、力、功率损耗、速度等物理最都是时间的函数，为验证所设计的新型低耦合双余度PMSM空载起动性能、负载起动性能和运行过程中的磁路特性是否合理，需对其进行瞬态分析。采用Maxwell 2D对PMSM进行瞬态磁场分析时，需做以下假设：Band为一个包括永磁磁钢、转子铁心和转轴的集合体；Band以外的物体静止；Band以内的物体只做旋转运动。 1低耦合双余度PMSM二维模型的构建双余度工作模式的PMSM，因其上、下半周余度完全对称，为降低Maxwell 2D的运算最、减少仿真时间，采用半圆周作为求解区域。而单余度工作模式的PMSM，因其上、下半周余度的非对称性，对其瞬态磁场进行分析时，必须采用整个圆周作为求解区域。 2低耦合双余度PMSM网格剖分的设置网格剖分是有限元求解最为关键的一步，良好的网格剖分口，以使得用户在最小的计算资源下拥有最精确的计算结果。Ansofl l2对求解场域的剖分采用三角形六节点形式，在场强较强或磁场变化较大的区域，三角形要取得多一些，在其他区域则口，以适当取得少一些，从而提高区域的求解精度和运算速度。两种工作模式下PMSM的网格剖分数据如表2～表3所示，其网格剖分结果如圆l 0～圆ll所示。 3低耦合双余度PMSM边界条件的确定单余度工作模式下PMSM以整个圆周为求解区域，其边界条件第一类边界条件(定子铁心外边界与转子铁心内边界)和第二类边界条件(电机单J已划分时所形成的奇、偶对称边界)构成。双余度工作模式下PMSM以半圆周为求解区域，其边界条件除第一类和第二类边界条件外，还须设置主、从边界，且满足Master-Slave。 4低耦合双余度PMSM激励电路的设计低耦合双余度PMSM定子绕组激励电路两套完全相同且独立的驱动控制电路构成。驱动电路直流母线电压为270 V，母线电流取则决于三相全控桥功率模块。根据电机的额定功率，并结合机载EHA的瞬时过载能力及其余最的选取，最终选择E UPEC的集成三相全控桥IGB工模块FSK200R06KE3，该模块在80℃时承受的最高母线电压为600 V，允许通过的最大电流为200 A，满足机载EHA的控制性能要求。利用Ansofl l 2 A带的Maxwell Circui工 Edi工or模块设计的单套绕组电斩波控制电路：。 5负载起动特性分析双余度PMSM作为机载EHA的驱动机构，必须具有较好的动态响应性能，但在分析PMSM的负载起动性能时，如果对输入电流不加控制，势必造成起动瞬间冉现过大的起动电流，这与实际情况不符。实际工作电流rfl机载电源提供，为了减小对电源的冲，不影响同一电源下的其它负载工作，必须对PMSM输入电流进行限制。本文采用绕组电流斩波控制的方法，斩波电流上限设置为1 50 A，并取计算步长为2×1 0～s，负载转矩为5 N·m，分别对双余度工作模式和单余度工作模式的低耦合双余度PMSM的额定负载起动特性进行分析。圆13～圆l 8为双绕组工作的PMSM起动过程的瞬态仿真结果，rfl圆町知，PMSM在绕组斩波电流1 50 A的限制条件下，在0．2 S内将5 N·m的负载拖动至8 000 r／min，完全满足机载EHA的快响应要求，同时，电流、磁场波形接近正弦波，转矩脉动较小的瞬态仿真结果。其中，单绕组工作的PMSM起动力矩为双绕组工作时的75％以上，满足机载EHA的降额限制要求；三相绕组电流不完全对称且存在一定的波动，但其所导致的转矩脉动仍在合理的町控范围内，此高频转矩脉动对机载EHA这种液压类大惯性负载的影响较小，完全满足其基本性能要求。 6铁心磁饱和特性分析双余度工作模式和单余度工作模式下的PMSM的定、转子磁感应强度和磁场强度分布如圆23～圆26所列.两种工作模式下PMSM的定、转子铁心均未达到磁饱和，在负载电流允许的情况下，其铁心损耗在町控范围内，电机旋转过程中，不会再现磁饱和的现象。