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高功率密度电机起动性能和响应速度研究高功率密度电机起动性能和响应速度研究 11.1电机起动性能研究方法 11.2搭建联合仿真模型 2 21.2.2导入电机模型 21.2.3单电机矢量控制模型 31.2.4整体仿真模型 41.3仿真结果分析 41.3.1空载起动仿真结果分析 51.3.2施加阶跃负载起动仿真结果分析 61.3.3最大负载起动仿真结果分析 8在Maxwell中建立电机模型，通过场域法进行有限元仿真，分析电机的电磁进行协同仿真451,可以将电机的有限元模型、驱动电源模型和控制策略进行整1.2搭建联合仿真模型在Simplorer中搭建整流和和逆变电路模型获取理想的正弦波三相电压，相位差为120°,其中R₄、R₅和R₆为电机的三相将Maxwell中的12槽8极电机模型导入Simplorer中，电机的三相电源输入入MASS_ROT元件，并输入负载转动惯量。预留转矩和机械角速度接口，与保证了控制系统的精度和稳定性，SVPWM技术提高了模型的控制性能，rr坐标系下，再经过Park变换输出dq旋转坐标系下的电流值。通过ia=0的控制算法，设置d轴参考电流为0,转速环反馈的转速经过PI调节后的电流值作为q轴电流的参考值，再经过PI调节得到dq轴电压值，通过反Park变换得到αβ坐标系下的电压值，输入SVPWM空间矢量调节模块生成控制脉冲，输入驱动和控制模型搭建完成之后，在Simplorer环境中将各个三个模块间的变图5-4联合仿真模型1.3仿真结果分析经过多次仿真，将仿真步长设置为1e-5秒能在保证仿真结果准确的前提下，提0.00.1仿真时间(s)仿真时间(s)图5-5空载转速图5-6空载转矩d渐上升，有一定的超调量，但最终稳定在5000rpm,起动时间在100ms左右，可矩图可以看出，在电机起动的瞬间，电机转矩急速增大至39Nm,随BB相电流60-0.00.10.20.30.4仿真时间(s)Figure5-7Three-phasecurrentwaveform机在起动瞬间的定子电流幅值达到58.2A,且定子电流的变化趋势与转矩变化一以上分析可知，本文设计的电机空载起动到5000rpm的时间仅为55ms左右，达到转速稳定状态的时间在100ms左右，具备快速起动的能力。电机转速5000rpm,在0.27s加入25Nm的最大负载，进行起动仿真实验，仿真阶跃负载转速阶跃负载转速m仿真时间(s)0.00.1仿真时间(s)仿真时间(s)仿真时间(s)380ms左右时电流趋于稳定，稳定后的电流幅值为38.1A,且三相定子电流波形对电机施加最大负载进行起动性能仿真研究，仿真时间0.6秒，设置电机转速5000rpm,在Os加入25Nm的最大负载，仿真结果如下图所示。仿真时间(s)控制系统性能良好。在150ms左右电机达到稳定转速，比空载状态下到达稳定转速的时间慢了50ms。由电机的起动转矩图可知，电机起动初期的转矩波动幅值为51.3Nm,大于空载

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