罗明玮，陈敏祥

(浙江大学 电气工程学院，杭州 310027)

0 引 言

ANSYS Maxwell是一个基于有限元分析的电磁场分析软件，在电机设计与优化中广泛应用。最初ANSYS Maxwell仅适用于对电机的磁场分析以及对性能的研究与优化，例如对电机磁路的设计以及对齿槽转矩的优化等。随着ANSYS Maxwell应用的不断发展，以及人们对电机参数在控制方式中的影响越来越关注，出现了将电机本体仿真与控制策略相结合的仿真。如Takashi等人[1]利用Simplorer搭建的PWM模块，dq变换模块等实现控制电路，与ANSYS Maxwell实现场路耦合计算。但是ANSYS Maxwell与Simplorer的联合仿真需要耗费大量时间，Simplorer计算完成一个步长之后，将得到的控制电压反馈给ANSYS Maxwell，在ANSYS Maxwell中进行电磁场计算，计算完成后再将控制所需要的量反馈给Simplorer。因此在ANSYS Maxwell与Simplorer中设置的步长需要相互配合。同时，若想实现最大转矩电流控制或者弱磁控制等控制策略，在Simplorer中需要搭建复杂的电路，并且需要调试控制参数，这也给非电机控制专业的研究人员带来了困难。

文献[2]提出了对电流矢量有效值与内功率因数角进行扫描，通过找到扫描点中转矩最大的点实现弱磁控制，绘制出弱磁控制下的转速转矩曲线，并通过MATLAB验证了该方法的可行性。相较于ANSYS Maxwell与Simplorer联合仿真，该方法更加简单，不需要搭建电路。但是在ANSYS Maxwell中需要进行大量的扫描工作，这将耗费大量的时间。因此，如何在节约时间的情况下通过ANSYS Maxwell得到准确的TN曲线，仍是一个值得探讨的问题。

本文将Kriging模型与ANSYS Maxwell相结合，通过对Kriging模型寻优得到电压电流极限圆内转矩最大值，最终得到弱磁下的转速转矩曲线，并与文献[2]的扫描法相对比。……