● 摘要
无刷直流电动机系统建模与仿真技术的研究在电机设计及其驱动控制方面具有十分重要的理论意义和实用价值。无刷直流电动机系统模型包括无刷直流电动机模型、驱动控制器及负载模型。无刷直流电动机模型一般有有限元模型、多回路模型、关联关系模型等三种形式,另外,对无刷直流电动机性能进行评估还需要建立评估模型。
在对已有的无刷直流电动机系统建模与仿真技术的发展现状和亟待解决的难点问题进行深入分析和研究的基础上,本论文对有限元模型、多回路模型、关联关系模型和评估模型建模方法进行研究,主要工作内容如下:
(1)有限元模型建模方法研究。
基于电磁场有限元分析软件,建立了无刷直流电动机的有限元模型。
(2)多回路模型建模方法研究。
在现有无刷直流电动机多回路模型建模方法的基础上,提出了提高正弦波无刷直流电动机dq轴模型准确度的方法,建立了无刷直流电动机在匝间短路和相间短路故障情况下的多回路模型。
(3)关联关系模型建模方法研究。
无刷直流电动机关联关系模型建立有两个关键点:模型形式的确立和模型中未知参数的估计。使用了前面提出的多回路模型确立电机模型形式,提出了基于自适应卡尔曼滤波的电机关联关系模型参数估计算法。
(4)评估模型建模方法研究。
采用层次分析法确定了无刷直流电动机各个指标因素的权重,采用模糊理论建立了单个电机设计方案的综合评估模型,采用灰色理论建立了多个电机设计方案优选的评估模型。