Definition of parameters of mathematical model of PMSM for electric vehicles on the basis of computer and experimental research

This paper proposes a method of determination of parameters in the equivalent circuit of a real-life Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM). These parameters are necessary for an adequate model of physical processes that take place in the machine. On the basis of a study on electromagnetic fields in the machine with FEM, the angular dependences of magnetic fluxes linked to the armature phase windings with the magnetic poles of the rotor, as well as their full flux linkages for different values of the phase currents were determined. On the basis of this piece of data, the dependencies of magnetic fluxes due to armature reaction on currents and dynamic inductances of armature windings in the orthogonal rotor reference frame d-q have been calculated. From the results of a physical experiment, the value of resistance that takes into account total loss at idle run of the PMSM (core loss, mechanical loss and loss due to cogging torque) was preset. Finally, a computer model of PMSM has been created in the Matlab/Simulink software environment. The model can be used for research and development of energy efficient control systems based on PMSM drives for electric vehicles.

---

W niniejszej pracy zaproponowano metodę wyznaczania parametrów schematu zastępczego maszyny synchronicznej z magnesami trwałymi (PMSM), aby odpowiednio modelować procesy fizyczne, które mają miejsce w maszynie. W oparciu o badania pól elektromagnetycznych w komputerze z wykorzystaniem MES wyznaczono zależności kątowe strumieni magnetycznych skojarzonych z uzwojeniami fazowymi twornika od biegunów magnesów trwałych wirnika, jak również ich pełnego strumienia dla różnych wartości prądów fazowych. W oparciu o te dane obliczone są zależności od prądów strumieni magnetycznych od reakcji twornika oraz indukcyjności dynamiczne uzwojenia twornika w spółrzędnych prostopadłych wirnika d-q. W wyniku eksperymentu fizycznego ustawiono rezystancją symulującą całkowite utraty mocy biegu jałowego PMSM, które obejmują straty w stali, straty mechaniczne i straty w wyniku działania momentu zaczepowego maszyny. W oparciu o wyniki badań teoretycznych i doświadczalnych stworzono model komputerowy PMSM w środowisku Matlab/Simulink, który może być używany do badań i rozwoju energooszczędnych układów sterowania automatycznego napędów z PMSM w pojazdach elektrycznych.