ANSYS电机驱动系统设计仿真解决方案

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高性能电机设计，不仅仅需要考虑电机本体的精确设计，还需要考虑驱动/控制系统的精确设计，以及二者之间的相互集成、匹配问题和系统优化设计问题。因此，电机设计就需要将精确的电机本体模型和驱动电路、控制算法/代码集成起来，通过高精度系统建模和仿真，精确分析整个电机及驱动/控制系统性能。

目录

IGBT应用及封装设计

IGBT特征化建模和开关特性测试

IGBT寄生参数提取及系统性能分析

IGBT电磁性能分析和传导路径优化

IGBT多物理场耦合特性分析

IGBT热模型提取及系统性能分析

IGBT辐射干扰分析

驱动/控制系统设计

永磁同步电机降阶模型抽取

永磁同步电机降阶模型原理

ECE模型提取流程（永磁同步电机PMSM）

IPM电机ECE模型抽取

矢量控制算法仿真

控制代码自动生成

功能原理

模块构成

应用方案技术指标

应用方案特点

电驱动系统集成化设计

电驱动系统EMI/EMC

电驱动系统热设计

以下内容截取自该篇资料

IGBT特征化建模和开关特性测试

IGBT应用及封装设计用户都会面临一个问题，即如何在设计阶段精确考虑IGBT开关特性对电机驱动电路及系统性能的影响。这就需要对IGBT进行精确建模，从而评估其对系统的影响。ANSYS解决方案可根据供货商提供的datasheet实现特征化IGBT精确建模（包含各种特征参数和特性曲线），并可一键生成IGBT的半桥测试电路和系统仿真模型，高效解决IGBT开关特性测试和系统性能分析问题。

基于Simplorer的IGBT特征化电气、热特性建模

Simplorer一键输出IGBT半桥测试电路

IGBT寄生参数提取及系统性能分析

IGBT封装设计和部分电机驱动系统设计用户都关注一个问题，那就是传导路径的寄生参数对IGBT开关特性和系统性能的影响，这就需要对IGBT封装进行三维建模，通过电磁场仿真，提取其寄生参数并集成到系统设计中。ANSYS解决方案可直接导入IGBT封装的CAD模型，自动进行模型处理、自适应网格剖分和传导网络辨识，并通过电磁场求解输出其原始或降价RLCG矩阵，通过动态链接集成到变流电路或系统设计中，精确分析其开关特性和传导干扰对系统性能的影响。

基于Q3D的IGBT寄生参数提取

Simplorer驱动电路设计（集成IGBT特征化模型，Q3D母排、IGBT寄生参数模型）

永磁同步电机降阶模型原理

将永磁同步电机的电流及转子位置角度进行扫描，在有限元里面进行分析计算，得到永磁电机的转矩跟磁链结果，将这些结果保存在一个数据表中，由于转矩跟磁通结果是经过有限元计算得到的，因此数据表的精度非常高。若将这个数据表放到控制系统仿真当中，则计算结果非常快，只需在里面查表就可得到电机的电磁性能。

在Maxwell有限元场计算中，有限元模型对电流和转子位置角扫描，扫描后得到的有限元结果通过降阶模型保存在数据表中形成ECE模型，可将ECE模型直接在Simplorer(Twin-Builder)进行分析计算，也可以将ECE模型送到控制当中进行高级控制系统仿真。

由于抽取的ECE结果是基于有限元计算得到的，因此ECE结果精度非常高，与有限元结果几乎一样。

ECE与FEA结果对比

ECE模型又称ROM降阶模型、状态空间模型，它是基于表格的电路模型，表格参数来源于预先的有限元计算结果。ECE模型可用于控制电路分析、系统分析(TwinBuilder/Simplorer)、HIL分析(ETAS，NI)。它具有模型计算速度快，精度高的优点。模型精度与扫描密度有关，ECE模型暂不支持涡流及磁滞模型。

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