
课程分为9节课,围绕Maxwell+Circuit多工况电磁仿真展开,Circuit为Maxwell提供外电路作为其激励,电路模型由主电路和辅助电路构成,主电路电气连接电机绕组和激励源,辅助电路控制主电路的工作逻辑,从而完成多工况下电磁仿真。尤其是ASC(Active Short CIrcuit)主动短路工况,ASC为整车提供高压保护,防止过高的反电势对动力电池、母线电容和其他高压器件的损坏,同时由于ASC前后电机电压有效值发生阶跃,激发的动态短路峰值电流超出电机稳态短路电流,增加功率器件过流损坏和电机永磁体退磁的风险。因此在进行电磁设计时,需要考虑ASC下永磁体的抗退磁能力。
下图分别为Maxwell永磁电机有限元模型和Circuit主电路模型。


以下两图为永磁同步电机的空载+短路工况仿真数据,前1.1个周期为空载工况,三相空载相反电势有效值为20.7V,后续时间对应于三相短路工况,经过短时的暂态过程(出现短时冲击电流),三相稳态短路电流有效值为113.3A。


以下两图为永磁同步电机的负载+短路工况仿真数据,前1.1个周期为负载工况,三相电流有效值为35A,其中直轴分量Id=-16.9A,交轴分量Iq=45.5A,电机有平均转矩输出。在时间t=1.1T时,电机突然进入三相短路状态,在暂态过程中,出现瞬时的最大去磁电流Id=-210.4A,稳态过程时的三相短路电流为113.4A,其中大部分为直轴去磁分量(Id=-147.2A),交轴分量相对很小(Iq=-27.9A),也即内功因数角接近90°。


由于在短路之后的暂态过程出现冲击电流,Id=-210.4A,需要校核此瞬间的永磁体的抗退磁能力。
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