钟再敏, 秦一进, 周英坤, 江 尚

(同济大学 汽车学院，上海 201804)

基于磁链重构的永磁同步电机分布参数模型*

钟再敏, 秦一进, 周英坤, 江 尚

(同济大学 汽车学院，上海 201804)

针对基于电感的永磁同步电机(PMSM)线性集中参数模型无法描述电机磁路饱和、反电动势非正弦等非理想特性的问题，提出一种基于磁链重构的PMSM分布参数模型，并进行了仿真和试验验证。首先通过有限元分析(FEA)获取电机不同工作点下的磁链，其次利用傅里叶级数展开和多项式拟合方法对磁链进行重构，再根据重构的磁链建立起PMSM分布参数模型，并进行了仿真和试验验证。仿真和试验结果表明，模型能准确描述PMSM在不同工况下的非线性特性。

永磁同步电机；傅里叶级数；分布参数模型；磁链重构

0 引 言

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM)作为多变量、强耦合和强非线性的机电系统，其运行特性受到铁心磁饱和和气隙磁场空间谐波等诸多非理想因素影响。充分考虑电机实际运行情况，建立准确且可用的模型对车用PMSM优化控制和状态监测十分重要。

针对上述问题，许多学者提出了相关研究方案。文献[1-2]中提出通过求取气隙磁场空间分布解析表达来建立PMSM解析模型的方法，但此方法以假设铁心磁导无穷大为前提，没有考虑铁心的磁压降和磁饱和。Dimitri Torregrossa[3]、Amir Khoobroo[4]、Weidong Zhu[5]和Umamaheshwar Krishnamurthy[6]等采用了基于傅里叶分解的磁场重构方法进行建模，但也没有考虑磁饱和对电机的影响。重庆大学的李景灿和廖勇等[7]考虑了铁心饱和与转子磁场谐波的影响，建立了一种基于有限元的PMSMdq轴非线性模型，但表述上还是数值模型，并没有给出真正意义上的解析模型。……