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=；……