新能源汽车电感计算模型的交叉耦合修正-弱磁控制设计

在实际中，电机的磁场是电流和永磁体的共同作用产生的。由于d轴去磁电流是变化的，磁路的饱和程度也随之变化，而式（3-8a）中不能保证既有电流又有永磁体时与只有永磁体时电机处在相同的饱和状态下，从而也就不能精确地考虑交叉饱和的影响。要想保证其饱和程度相同，就要保证两种情况时磁路的磁导率不变，这样才可得到更加准确的d轴电感。准确计算应为：在既有电流又有永磁体时的磁导率为μ，保证此磁导率μ不变，去掉永磁体，加同样的电流得到的d轴磁链与d轴电流之比来计算d轴电感值，即

根据式（3-9）建立的修正的更精确考虑磁路交叉饱和的电感参数计算模型，保持磁导率不变对电机重新进行有限元分析，得到其d轴和q轴磁链随d轴和q轴电流变化曲面分别如图3-15a和图3-15b所示。图3-15a所示的d轴磁链同样只为定子电流作用所产生的磁链，由d轴和q轴磁链可得到d轴和q轴电感随d轴和q轴电流的变化曲面分别如图3-16a和图3-16b所示。

从图3-16a所示d轴电感随d轴和q轴电流变化的曲面图中可以看到，在d轴电流绝对值和q轴电流均较小时，磁路的饱和程度主要取决于永磁体，因此保证磁导率不变得到的d轴磁链与式（3-8）所示的电感计算模型求得的结果相近，如图中A所指示的部分；随着d轴去磁电流的增大，磁路饱和程度降低，因此求得的d轴磁链增加，从而d轴电感呈现增大的趋势；随着q轴电流的增加，由于交叉饱和的影响d轴磁路的饱和度增大，得到的d轴磁链也随之增加，因此求得的d轴电感大小也随之增加。另外，由于随着q轴电流增大电感呈现增大的趋势，而电流较小时的d轴电感较式（3-8）所示模型不变，因此造成了图中靠近q轴一边电感曲面出现两头（图中A和B所指示部分）大中间小（图中C所指示部分）的形状；当q轴电流和d轴电流绝对值都很大

图3-15 修正的考虑交叉饱和的d轴和q轴磁链(www.xing528.com)

a）d轴磁链 b）q轴磁链

图3-16 修正的考虑交叉饱和的d轴和q轴电感

a）d轴电感 b）q轴电感

时，由于较大的d轴退磁电流的作用使得磁路的饱和程度和只有永磁体作用时相差不多，因此使得所得d轴电感与式（3-8）所示模型得到的结果基本相同。