ECE等效電路模型提取與協(xié)同仿真內(nèi)容提要1ECE等效電路模型提取與協(xié)同仿真簡介2ECE等效電路模型提取與協(xié)同仿真方法3DemoECE:EquivalentCircuit

Extraction分布參數(shù)→集總參數(shù)（B，J，D→Flux,

Current,

Torque）；高速度：電路模型；高精度：以場分析為基礎(chǔ)，“黑盒子”系統(tǒng)仿真分析模型。參考資料：/a//file/d/0B5_KzSQBzDsfeDBwQ3ZSMGNhOW8/view?usp=sharing電氣機械傳統(tǒng)方法提取步驟：將電流、位置等參數(shù)化設(shè)置為可變參數(shù)，建議使用DSO；手動完成“最小周期”參數(shù)化掃描設(shè)置；手動完成“全周期”數(shù)據(jù)還原；手動完成3相（ABC）到2相（Im

）坐標(biāo)變換。-0.4-0.6-0.8-1010.80.60.40.2-0.2

16111621263136414651

56Rotor

PositionTeslaA

phaseB

phaseC

phase全周期數(shù)據(jù)還原電路與系統(tǒng)集成參數(shù)掃描新方法提取步驟：不需設(shè)置“Optimetrics”設(shè)置不需要使用

DSOECE參數(shù)掃激勵設(shè)置為外電路ECE模型和Simplorer可實現(xiàn)動態(tài)鏈接LPhaseALPhaseBLPhaseCLPhaseDLPhaseE4.65825ohmRA4.65825ohmRB4.65825ohmRC4.65825ohmRD4.65825ohmRELabelID=VIA0.000384049H*KleLALabelID=VIB0.000384049H*KleLBLabelID=VIC0.000384049H*KleLCLabelID=VID0.000384049H*KleLDLabelID=VIE0.000384049H*KleLED48D57VS_67DModel1SModel1ModelModel新的ECE模型提取特點通過“Transient”求解器提起模型的靜態(tài)參數(shù)用戶可保留繞組配置，匝數(shù)用戶可保留對稱性設(shè)置能夠提取直線/旋轉(zhuǎn)模型的ECE模型R16支持的模型旋轉(zhuǎn)模型(ECEW,ECE3,ECER)電感(ECEW)R17擴展到直線運動和變壓器R17模型提取擴展到直線運動和變壓器ECEW_Model:onewindingmodel

(R16)ECE3_Model:three-phasemodel

(R16)ECER_Model:rotationmodel

(R16)ECEL_Model:linearmotionmodel

(R17)ECET_Model:transformermodel

(R17)ECE

模型格式Simplorermodelinfile

.smlLook-uptableoutputVHDL

modelTransformation(ia,ib,

ic)FEA

(

a,

b,

c)

Transformation(

a,

b,

c)(

d,

q,

0)(Ld,Lq,

m)

(id,

iq)(i

,

i

)(im,

)

ntiolausimstemsyeivrd-eerrlopimS基于模型設(shè)計的有限元分析工程需求：MIL,

SIL,HIL

（通過基于模型的設(shè)計擴展到系統(tǒng)）Maxwell功能：ECE

（等效電路輸出）ControllerETAS,NI,Opal-RT

e-driveMaxwellECE

model10-20kHz100-50μs850nsFPGAbasede-model(ETAS,

NI)SIL

(Software-In-The-Loop)Embedded

SoftwareHIL

(Hardware-In-The-Loop)ECU-Hardware該功能在R17中將會拓展至變壓器和作動器IPM電機SRM電機ECE等效電路模型提取與協(xié)同仿真方法IPM電機：設(shè)置初始位置對其角將電機D軸與A相繞組的軸線對齊保持其他瞬態(tài)參數(shù)設(shè)置不變，如繞組、模型深度、對稱性等。A

(-r)DA

(-r)DIPM電機：將激勵設(shè)置為外電路將激勵的連接方式修改為外電路這一步設(shè)置與電機實際需不需要設(shè)置外電路無關(guān)，ECE提取過程受外電路控制。IPM電機：編輯外電路編輯外電路刪除從RMxprt自動生成的Maxwell外電路所有部件；添加”ground

“模塊；對三相電機添加“ECE3

”模塊進行電流掃描；添加“ECER”模塊盡心位置掃描。ModelECE3_Model1ModelECER_Model12.添加ECE模型1.添加地

0IPM電機：參數(shù)化掃描設(shè)置ECE3參數(shù)設(shè)置設(shè)置三相繞組名稱，必須與Maxwell設(shè)置對應(yīng)；設(shè)置電流掃描區(qū)間

(1A,10)，10個點，步長1A；Set

“PhAngIntervals”

為

2,

軟件內(nèi)部將對DQ軸電流進行（+~-）的對稱掃描，如下列所示：Id=

[-10,-9,-8,-7,-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]Iq=

[-10,-9,-8,-7,-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]IPM電機：參數(shù)化掃描設(shè)置ECER參數(shù)設(shè)置在所有“平衡”的案例中，需要對模型進行60度掃描；設(shè)置“RotAngMax

”等于60度電角度；設(shè)置“RotAngIntervals”

為合理的數(shù)字，如默認(rèn)的12；設(shè)置“Poles

”等于模型的實際極數(shù)。IPM電機：60°模型掃描自動將60°數(shù)據(jù)進行重構(gòu)：PhaseA重構(gòu):

A,-B,C,-A,B,-C,A,-B,C,-A,B,-CPhaseB重構(gòu):

B,-C,A,-B,C,-A,

B,-C,A,-B,C,-APhaseC重構(gòu):C,-A,B,-C,A,-B,C,-A,B,-C,A,-BCBAAB-BC -A-C AB-BC -A-CPhase

A

重構(gòu)60°機械角度掃描輸入?yún)?shù)掃描對輸入?yún)?shù)進行掃描以計算磁鏈和轉(zhuǎn)矩DQ掃描總的變量數(shù)量：(2*CurrIntervals+1)^2*RotAngIntervals(2*10+1)^2*12=

5292三相掃描總的變量數(shù)量：21^3*12=

111,132所以，采用DQ掃描可顯著降低提取時間！ECE模型與Simplorer進行集成保存Maxwell工程文件，打開或者關(guān)閉均可。進入Simplorer，進行如下操作：SimplorerCircuit>Subcircuit>MaxwellComponent>AddEquivalent

Circuit選擇與ECE

Solution

對應(yīng)的Maxwell

工程；選擇與ECE

Solution

對應(yīng)的Maxwell

設(shè)計；在彈出的對話框中選擇

Show

>

Pin

Description；“Transient

(Fast)”必須默認(rèn)勾選，然后單擊“Extract

Equivalent

Circuit”，確定。ECE模型與Simplorer進行集成搭建系統(tǒng)仿真分析模型必須設(shè)置模型的相電阻

(ra0)

和端部漏感(la0)。0speedPulse0Pulse1Pulse2Pulse3Pulse4Pulse5e1e2SPICE_D2SPICE_SPICE_D7SPICE_D8SPICE_D9SPICE_s1SPICE_D1

s2s3SPICE_D3

s4+

SM_ROT+1

the

52.5deg

start

point

is

0

in

model

hereFM_ROT1A A0 X0 N TB B0 Z0C0 Y0SPICE_D11 C ROT1 ROT1 ROT1ROT2 00 0D4

s5 SPICE_D6A

A IAB

A N VIB + 0vm1C

AICD10 SPICE_D12SPICE_D5

s6 CCC_0 CCC_1 CCC_2 CCC_3 CCC_4 CCC_5Simplorer系統(tǒng)仿真分析設(shè)置RMxprt可以自動生成Simplorer仿真分析模型ECE電路模型

VS

Maxwell

瞬態(tài)仿真分析模型SRM

電機：如何進行ECE模型提??？4

相

!!!，每相

N個采樣點；1

個旋轉(zhuǎn)軸，M

個采樣點。工作點掃描

全模型掃描需要完成

N4M

個

模型提取時間預(yù)估:?

每相10個采樣點；?

旋轉(zhuǎn)軸20個采樣點；?

共計200,000

個采樣點；?

每個采樣點仿真5

sec=12

天(不

調(diào)用DSO)。SRM電機：

ECE

Model

SetupA相繞組電感計算激活A(yù)相繞組的磁鏈只與A相的設(shè)置相關(guān)SRM電機各相繞組相對獨立：采樣對象由多相簡化到1相：

N4→N1；B—D相數(shù)據(jù)可通過A相復(fù)制而來，然后添加固定機械角度延遲。SRM電機：對其磁鏈最小位置將A相與磁鏈最小位置對齊嚴(yán)格說并無必要，但是大多數(shù)SRM電機電路以上述位置作為控制策略判斷的標(biāo)準(zhǔn)；保持其他瞬態(tài)參數(shù)設(shè)置不變，如繞組、模型深度、對稱性等。SRM電機：將激勵設(shè)置為外電路將激勵設(shè)置為外電路刪除

B,C,D等不必要的相SRM電機：編輯外電路編輯外電路為A相添加ECEW模塊，用于電流掃描；添加ECER

模塊用于位置掃描。00LPhaseALPhaseBLPhaseCLPhaseD4.20481ohmRA4.20481ohmRB4.20481ohmRC4.20481ohmRDLabelID=VIA0.000599669H*KleLALabelID=VIB0.000599669H*KleLBLabelID=VIC0.000599669H*KleLCLabelID=VID0.000599669H*KleLD1V-11V-11V-11V-1+LabelID=V18+

LabelID=V19+LabelID=V20+

LabelID=V21100ohm

100ohm

100ohm

100ohmR22

R23

R24

R25LabelID=IVc1LabelID=IVc2LabelID=IVc3

LabelID=IVc4-+LabelID=V30110V-+LabelID=V31110VD32D33D34D35D36D37D38D39D40D41D42D43D44D45D46D47VS_48VS_49VS_50VS_51VS_52VS_53VS_54VS_55ModelDModel1ModelVSModel1ModelModelSRM電機：

ECEW模塊設(shè)置ECEW模塊設(shè)置指定WindingName

為PhaseA,，必須與Maxwell中的名稱一致；指定電流掃描區(qū)間(1A,20)，本案例中電流掃描不為負(fù)；ECEW沒有SweepTypes選項，所以

電流掃描將按照實際的設(shè)置進行掃描，具體例子如下所示：Ia=(0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,

20)SRM電機：

ECER模塊設(shè)置ECER模塊設(shè)置對于SRM電機，位置掃描必須至少為1對極；本案例電機為6極，所以掃描的最小區(qū)間為60°；設(shè)置RotAngIntervals

為合理的值；設(shè)置Poles為

2

倍的

實際物理

Poles,本案例設(shè)置為12.ECER模塊假設(shè)仿真分析結(jié)果將按照一個極對數(shù)

(120deg)進行全模型重構(gòu)，但是實際仿真分析的時候只掃描了1個極，所以模型

的duplication

需要設(shè)置為12.6

極SRM電機：電氣對稱1234656

極電機123456由于機械特對稱，只需要進行60°機械角的掃描。60mech.degrees

symmetrySRM電機：電氣對稱性對于SRM電機：設(shè)置Poles

=

2倍物理

Poles12極/60°機械角重構(gòu)與實際工況一致輸入?yún)?shù)掃描新方法掃描總的變量數(shù)量：(CurrIntervals)*RotAngIntervals(20)*60=

1200繞組掃描總的變量數(shù)量：:20^4*60=

9,600,000所以，采用新方法掃描可顯著降低提取時間！ECE模型與Simplorer進行集成設(shè)置方法與IPM電機設(shè)置方法完全一致。Phase

A

模型需要復(fù)制4次(PhaseA~PhaseD)；確保添加繞組的相電阻和端部漏感(ra0,

la0)；PhaseB,C,D

設(shè)置的時候可依次增加45

機械角度。00A_pA_mB_pB_mC_pROT10ROT10

+speede1e2SPICE_D8C_mSPICE_D9SPICE_D10SPICE_D11SPICE_D12SPI