CST低频仿真应用（三）——PMSM电机DQ_Model仿真

作者 | Zhou Ming

上一期我们展示了通过Template来创建电机的3D模型的过程，这只是电机仿真的第一步。对于电机仿真来说，研究不同的工作点是非常重要的。通过仿真可以看到在不同负载角、电流、速度下的转矩。针对不同的电流水平，工程师需要确定最大转矩对应负载角（Torque vs beta），这对优化电机运行具有重要意义。另外，工程师还可以从DQ分析中得到更多的信息，如D、Q轴上的电流和电感等等。

创建Machine Task

切换到电路（Schematic）里面，可以Tasks下面已经有一个SP_template的子任务，这个文件千万不要删除，我们后面会用到。

首先点击Blocks/EMSSCHEM1，然后依次点击Simulation Project/Machine simulation Sequence。

在下面的对话框中，一定不要去选择3D Model，直接点击Create Simulation Project。

接下来这一步操作稍微有点麻烦，小伙伴们可以参考help文件。首先删除MSS1任务下面的SP1，这是一个空文件。

接下来右键点击SP_template/Duplicate，然后把创建好的SP_template1拖到MSS1下面。

创建好的子任务如下图所示。

创建电机DQ_Model Task

依次点击Drive/Scenario，选择PMSM/SynRM DQ Model。

接下来对电机的关键参数进行设置，包括极对数、Speed、最大峰值电流等。

更多高阶的设置，还可以点击Advanced Options。

网格、边界、材料、求解器等设置

在开始正式仿真之前，我们需要点击SP_template1回到3D界面，进行网格、材料、边界条件、求解器设置等。这里需要强调的是mesh设置，模板对coil、gap、insulator、magnets等区域已经设置了local mesh，为了确保仿真结果的准确，这些区域网格有可能设置成更小的尺寸。

点击Boundary Conditions，勾选Cylindrical subvolume并进行设置。

设置好A、B、C三相Coil的峰值电流，以及Coil Segment设置。

最后别忘了设置new rotation gap，以及LT求解器。设置完毕之后，回到DQ_Model task，点击update，开始进行计算。

DQ_Model结果查看

求解完之后，在Machine Task Results下面可以看到各种关键参数的仿真结果，这里我选取几个比较重要的来展示。

首先是Torque vs beta曲线，工程师需要确定最大转矩对应负载角。在最大电流的曲线上增加一个marker，然后Snap to extremum。我们可以看到在最大电流情况下，最大转矩358N.m对应的负载角是44.59。这个值请大家记住，在后续的load仿真中将会用到。

在MTPA文件夹中，可以看到T vs I、Beta vs I、Id vs I、Iq vs I等结果。

在No Load文件夹中，可以看到Flux Linkage、Cogging torque、Voltage等结果。

在DQ-Model Maps中，还可以看到Average Torque、LD、LQ等不同参数的map图。

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