使用Ansys Maxwell对感应电机堵转和起动过程仿真

高性能电机设计，不仅仅需要考虑电机本体的精确设计，还需要考虑驱动/控制系统的精确设计，以及二者之间的相互集成、匹配问题和系统优化设计问题。因此，电机设计就需要将精确的电机本体模型和驱动电路、控制算法/代码集成起来，通过高精度系统建模和仿真，精确分析整个电机及驱动/控制系统性能。目录IGBT应用及封装设计IGBT特征化建模和开关特性测试IGBT寄生参数提取及系统性能分析IGBT电磁性能分析和传导路径优化IGBT多物理场耦合特性分析IGBT热模型提取及系统性能分析IGBT辐射干扰分析驱动/控制系统设计永磁同步电机降阶模型抽取永磁同步电机降阶模型原理ECE模型提取流程（永磁同步电机PMSM）IPM电机ECE模型抽取矢量控制算法仿真控制代码自动生成功能原理模块构成应用方案技术指标应用方案特点电驱动系统集成化设计电驱动系统EMI/EMC电驱动系统热设计以下内容截取自该篇资料IGBT特征化建模和开关特性测试IGBT应用及封装设计用户都会面临一个问题，即如何在设计阶段精确考虑IGBT开关特性对电机驱动电路及系统性能的影响。这就需要对IGBT进行精确建模，从而评估其对系统的影响。ANSYS解决方案可根据供货商提供的datasheet实现特征化IGBT精确建模（包含各种特征参数和特性曲线），并可一键生成IGBT的半桥测试电路和系统仿真模型，高效解决IGBT开关特性测试和系统性能分析问题。基于Simplorer的IGBT特征化电气、热特性建模Simplorer一键输出IGBT半桥测试电路IGBT寄生参数提取及系统性能分析IGBT封装设计和部分电机驱动系统设计用户都关注一个问题，那就是传导路径的寄生参数对IGBT开关特性和系统性能的影响，这就需要对IGBT封装进行三维建模，通过电磁场仿真，提取其寄生参数并集成到系统设计中。ANSYS解决方案可直接导入IGBT封装的CAD模型，自动进行模型处理、自适应网格剖分和传导网络辨识，并通过电磁场求解输出其原始或降价RLCG矩阵，通过动态链接集成到变流电路或系统设计中，精确分析其开关特性和传导干扰对系统性能的影响。基于Q3D的IGBT寄生参数提取Simplorer驱动电路设计（集成IGBT特征化模型，Q3D母排、IGBT寄生参数模型）永磁同步电机降阶模型原理将永磁同步电机的电流及转子位置角度进行扫描，在有限元里面进行分析计算，得到永磁电机的转矩跟磁链结果，将这些结果保存在一个数据表中，由于转矩跟磁通结果是经过有限元计算得到的，因此数据表的精度非常高。若将这个数据表放到控制系统仿真当中，则计算结果非常快，只需在里面查表就可得到电机的电磁性能。在Maxwell有限元场计算中，有限元模型对电流和转子位置角扫描，扫描后得到的有限元结果通过降阶模型保存在数据表中形成ECE模型，可将ECE模型直接在Simplorer(Twin-Builder)进行分析计算，也可以将ECE模型送到控制当中进行高级控制系统仿真。由于抽取的ECE结果是基于有限元计算得到的，因此ECE结果精度非常高，与有限元结果几乎一样。ECE与FEA结果对比ECE模型又称ROM降阶模型、状态空间模型，它是基于表格的电路模型，表格参数来源于预先的有限元计算结果。ECE模型可用于控制电路分析、系统分析(TwinBuilder/Simplorer)、HIL分析(ETAS，NI)。它具有模型计算速度快，精度高的优点。模型精度与扫描密度有关，ECE模型暂不支持涡流及磁滞模型。来源：笛佼科技