一种基于机体结构和绕组建立的电磁辐射分析方法与流程

本发明涉及电磁辐射分析，具体为一种基于机体结构和绕组建立的电磁辐射分析方法。

背景技术：

1、永磁同步电机因其具有体积小，重量轻，效率高，功率密度高等优点而受到广泛应用。按转子结构分，可将永磁同步电机分为表贴式和内置式两类。表贴式转子结构的永磁体安装于转子铁芯的外圆表面，转速一般较低。内置式永磁电机的永磁体安置在转子铁心内部，机械结构更加可靠。在电磁性能方面，内置式永磁电机磁阻转矩有助于提高电机功率密度与过载能力，并且易于实现弱磁扩速，可以扩大电动汽车恒功率运行范围，因此广泛应用于电动汽车领域。

2、正如我们所看到的，电动汽车正随着新能源技术的成熟而逐步发展。随着电子设备的更高功率和集中化，车辆的电磁兼容性问题日益突出。永磁同步电机(pmsm)驱动系统是产生电磁辐射的主要模块之一。产生的电磁辐射不仅会影响车辆内乘客的健康，还会对车内的其他电气设备产生严重影响。

3、因此，永磁同步电机驱动系统的电磁辐射源估计在电动汽车的安全性和电磁兼容性设计中起着至关重要的作用。永磁同步电机是电驱动系统的核心部分，其电磁辐射分析可以更好地帮助我们了解永磁同步电机驱动系统的电磁辐射机理。目前以国内外驱动电机的电磁辐射分析为例，将驱动电机、逆变器、电池等效转换为偶极子天线模型，对整车的电磁辐射进行分析，所以现在需要一种基于机体结构和绕组建立的电磁辐射分析方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于机体结构和绕组建立的电磁辐射分析方法，永磁同步电机的驱动电流也会在改变驱动条件的过程中发生变化，在分析起动、恒速、加速、爬坡等四种行驶工况的基础上，研究电动汽车永磁同步电机驱动系统的控制模型，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于机体结构和绕组建立的电磁辐射分析方法，包括如下步骤：分析起动、恒速、加速、爬坡等四种行驶工况的基础上，研究电动汽车永磁同步电机驱动系统的控制模型，对整车的电磁辐射进行分析；

3、分别通过将电机绕组激励方式设置为理想正弦电流源激励、理想正弦电压源激励的方式，以及采用矢量控制系统对有限元电机模型进行控制和采用矢量控制系统对查找表电机模型进行控制，将驱动电机、逆变器、电池等效转换为偶极子天线模型，对整车的电磁辐射进行分析；

4、通过与实验结果的对比，实现对场电路协同仿真的方法，建立了以永磁同步电机为辐射源的整车电磁辐射估计方法，将永磁同步电机驱动系统、igbt的工作频率、驱动信号跳跃、电流电压变化模拟驱动系统中电磁辐射的来源，当通过驱动电路中的寄生电容时，是否会产生不必要的传导和辐射发射电磁辐射进行分析。

5、优选的，包括：

6、以永磁同步电机是电驱动系统的核心部分，通过三相交流电通过定子绕组产生磁场来工作；

7、定子绕组可以看作是一种比较细的电缆，而pmsm外壳可以起到屏蔽的作用；

8、因此可以将永磁同步电机的电磁辐射问题视为车辆电力电缆的问题。

9、优选的，包括：

10、当永磁同步电机驱动系统正常工作时，igbt的工作频率非常高；

11、在打开和关闭的时刻，驱动信号的连续跳跃将伴随着非常高的电压变化率(du/dt)和电流变化率(di/dt)；

12、因此可以将电压变化率(du/dt)和电流变化率(di/dt)作为是驱动系统中电磁辐射的来源。

13、优选的，pmsm驱动系统的基本组成包括：

14、高压直流电源、高压直流电缆、电机逆变器、三相交流电缆和永磁同步电机组成；

15、交流逆变器的主电路主要由功率半导体开关元件绝缘栅双极晶体管(igbt)组成；

16、pmsm控制系统实现igbt的快速开关，将直流电转换为交流电驱动pmsm，实现pwm(脉宽调制)；

17、永磁同步电机逆变器通常由三个桥臂和六个完全控制的功率器件igbt组成，每个igbt与续流二极管反向并联，开关由栅极信号控制。

18、优选的，包括：

19、流过电缆的干扰电流有两种类型，即差模电流和共模电流；

20、在pmsm驱动系统中，差模电流是工作电流；

21、不同导体中的差模电流具有相等的幅度和相反的方向；

22、共模电流是指导体与地之间的电位差产生的电流，不同导体中共模电流的幅值和相位是相同的；

23、根据差模电流的特性，其电流环外的电场强度相反，电场会相互抵消。

24、优选的，包括：

25、差模电流的辐射并不显着；

26、共模电流在回路外具有相同的电场强度方向，它们会相互叠加，导致显着的辐射水平；

27、综合上述分析，可以认为永磁同步电机驱动系统中电磁辐射的主要来源是由共模电流产生的。

28、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

29、通过对永磁同步电机驱动系统进行控制来将驱动电机、逆变器、电池等效转换为偶极子天线模型，进而使装置能够针对igbt的工作频率、驱动信号跳跃、电流电压变化模拟驱动系统中电磁辐射的来源，使得装置能够更加准确分析、捕获到各个结构之间存在的辐射问题，通过对辐射的捕获，来有效针对辐射发生位置进行合理针对，通过永磁同步电机为辐射源的整车电磁辐射估计方法来估算辐射量大小，可以对永磁同步电机辐射的传导和发射电磁辐射进行分析和控制。

技术特征：

1.一种基于机体结构和绕组建立的电磁辐射分析方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1的一种基于机体结构和绕组建立的电磁辐射分析方法，其特征在于：包括：

3.根据权利要求2的一种基于机体结构和绕组建立的电磁辐射分析方法，其特征在于：包括：

4.根据权利要求3的一种基于机体结构和绕组建立的电磁辐射分析方法，其特征在于：所述pmsm驱动系统的基本组成包括：

5.根据权利要求4的一种基于机体结构和绕组建立的电磁辐射分析方法，其特征在于：还包括：

6.根据权利要求5的一种基于机体结构和绕组建立的电磁辐射分析方法，其特征在于：还包括：

技术总结
本发明公开了一种基于机体结构和绕组建立的电磁辐射分析方法，包括如下步骤：分析起动、恒速、加速、爬坡等四种行驶工况的基础上，研究电动汽车永磁同步电机驱动系统的控制模型，对整车的电磁辐射进行分析。永磁同步电机驱动系统进行控制来将驱动电机、逆变器、电池等效转换为偶极子天线模型，进而使装置能够针对IGBT的工作频率、驱动信号跳跃、电流电压变化模拟驱动系统中电磁辐射的来源，使得装置能够更加准确分析、捕获到各个结构之间存在的辐射问题，来有效针对辐射发生位置进行合理针对，通过永磁同步电机为辐射源的整车电磁辐射估计方法来估算辐射量大小，可以对永磁同步电机辐射的传导和发射电磁辐射进行分析和控制。

技术研发人员：阎全忠,江运宝,张连新
受保护的技术使用者：上饶洛信智能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21