考虑PWM谐波损耗的车用扁线内嵌式永磁同步电机效率图简化工程计算

摘要

该文提出一种快速计算脉冲宽度调制(PWM)电压源型逆变器供电下扁线内嵌式永磁同步电机中PWM谐波损耗的简化工程算法。该算法是作者前期提出的硅钢片与永磁体中PWM谐波损耗快速算法的简化,它基于谐波损耗正比于电压二次方的基本规律,无需采用复杂的解析模型,直接使用频域小信号时谐场分析法提取各部分谐波损耗与谐波电压二次方之间的函数关系,最终实现以定、转子坐标系下的PWM电压频谱为输入快速计算定、转子上各部分的PWM谐波损耗。除了硅钢片与永磁体中的PWM谐波损耗之外,针对扁线电机,该文还将基于频域小信号分析的PWM谐波损耗快速算法首次推广用于实现PWM谐波交流铜耗的快速计算。应用该快速算法,仅需几分钟的计算时间即可实现全工况PWM谐波损耗的快速计算。通过对比正弦电流供电下计算的效率图、考虑PWM谐波损耗计算的效率图和实测效率图,发现将所提方法计算的PWM谐波损耗考虑在内,不仅在低速轻载时可将正弦电流供电下最大4个百分点的计算效率偏差降至1个百分点左右,而且有效提升了整个工作区内效率的计算精度。