1永磁同步电机
1.1 概述
本文旨在模拟永磁同步电机的性能 Rinehart 控制运动系统-交流电机控制器。首先，收集电机和控制器的所有可用数据，这将有助于为建模中的各种变量提供值。本文使用 Pragasen Pillay 和 Ramu Krishnan 关于永磁电机驱动器建模、模拟和分析的研究论文 PMSM 用于建模的建模和验证 PMSM 现有的和矢量控制 Simscape 模块。由于时间限制，冷却系统的建模简化为基本的对流传热模型，使用以前的工程课程来理解和参考 R.K. 传热传质一书。可用的动态电机模型和热模型实验数据通过参数估计进行了微调。
PM100DZ 电机控制器 电机控制器将车辆储能系统的直流电转换为电机所需的三相交流电。 PM100DZ 电机的转矩输出采用矢量控制技术进行控制.
1.2 PMSM 的建模
PMSM 和 SM 定子和绕线转子分别相似，PMSM 转子中的感应电流可以忽略不计，并产生类似的反电势。PMSM 类似于绕线转子的数学模型。PMSM 的 d-q 方程为：
其中
νd 和 νq 是 q 和 d 轴电压，iq 和 id 是 q 和 d 轴定子电流，id 和 iq 是 d，q 轴定子电流，Ld 和 Lq，是 d，q 轴电感，λd 和 λq，是d、q 而轴定子磁链 R 和 ωs 分别是定子电阻和逆变器频率。 λaf 磁链是由连接定子的转子磁体产生的。电动扭矩为：
运动力学方程如下：
P为极对数，TL负载转矩，B阻尼系数，ωr转子转速，J转动惯量。 SIMSCAPE 建模 – Simscape 带有 PMSM 这里有一些关于机器的通用模型 Simscape PMSM 模块细节：
永磁同步机模块在发电机或电机模式下运行。操作模式由机械扭矩的符号决定电机模式为正，发电机模式为负)。 Pragasen Pillay 和 Ramu Krishnan 假设我们将使用该选项，因此该模块可以选择正弦或梯形通量。驱动该模块的方程是：
这里，Lq、Ld 是 q 和 d 轴电感，R 是定子绕组的电阻。iq、id 是 q 和 d 轴电流。 vq, vd 是 q 和 d 轴电压。 ωm 是转子的角速。 λ 定子相中转子永磁体感应的磁通量范围。 p 是极对数，Te 电磁转矩和动态电机方程：
其中 J 结合惯量和转子负载，F 粘性摩擦，θ 是转子角位置 ωm 是转子的角速，Tm 轴机械扭矩，Tf 轴静摩擦扭矩 对比两个模型，可以看到核心概念研究论文中的模型和 simscape 虽然论文中引用的假设更多，但我们得出结论，我们可以使用它 PMSM 模块，通过忽略一些变量，我们可以使用更简单的版本。
1.3 PMSM 的矢量控制
矢量控制通常用于交流电机，将其转化为具有理想控制特性的等效他励直流电机。维基百科将矢量控制解释为变频驱动 (VFD) 三相交流电机的定子电流被识别为两个正交分量，可以用矢量视化。一个重量定义电机的磁通量，另一个重量定义扭矩。驱动器的控制系统根据驱动器速度控制给出的磁通量和扭矩参考值计算相应的电流分量参考值。”。转子磁链以转子速度 ωr 旋转，并通过转子角位置远离固定参考，如图 1 矢量控制图显示：
图1 相图由矢量控制
t是时间id强制为零，则：
转矩和 q 轴电流成正比。这意味着：
其中：
转矩方程类似于他励直流电机的转矩方程。 SIMSCAPE 模型- Simscape 矢量控制 PMSM 模块，如下所示。
此模块使用 PMSM 我们将使用矢量控制逻辑来模拟我们的完整动态
1.4 使用 SIMSCAPE 块建模
由于电机建模中使用的许多变量尚不清楚，我们将为这些参数创建单值变量，以便我们可以使用它们进行参数估计。由于不需要逐步建模指南 Simscape 大功能和参数的理解是关键。矢量控制模型：
上面显示的模块很容易出现 Simulink 您只需要了解模块的功能，这将有助于创建正确的电路。
1.5 子系统ECU
子系统软ECU接收来自HCU以及传感器的信号，并计算所需的动作以获得所需的扭矩。子系统来自提供的软MCU模型导入的，因为提供的模型足以满足本文的需求。
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