基于 MTPA 的 IPMSM 电磁力动态特性仿真方法研究

微特电机 ›› 2025, Vol. 53 ›› Issue (11): 14-20.

基于 MTPA 的 IPMSM 电磁力动态特性仿真方法研究

李晓华¹,薛美盈¹,沈　谜¹,张舟云²

1. 上海电力大学电气工程学院,上海 200090; 2. 上海电驱动股份有限公司,上海 201814

出版日期:2025-11-28 发布日期:2025-11-28

Research on Simulation Method for Dynamic Characteristics of Electromagnetic Force in IPMSM Based on MTPA

LI Xiaohua¹,XUE Meiying¹,SHEN Mi¹,ZHANG Zhouyun²#br#

1. School of Electrical Engineering, Shanghai University of Electric Power,Shanghai 200090,China;
2. Shanghai Electric Drive Co., Ltd.,Shanghai 201814,China

Online:2025-11-28 Published:2025-11-28

摘要/Abstract

摘要： 针对电动汽车内置式永磁同步电机在高频开关工况下由边带谐波引发的电磁振动噪声问题,本文提出了一种高效的场路耦合方法来快速准确计算电机的动态电磁力特性。结合 MTPA 控制与动态工况分析, 建立Simplorer-FEM 电机场路耦合仿真模型,结合 MTPA 控制策略,根据工况优化仿真步长,系统模拟了下坡工况 IPMSM边带谐波和动态电磁力特性,揭示了负载突变对电磁力时域和频域特性的影响。研究结果表明,本文所提模型与传统方法相比,计算效率显著提升,缩短 80%仿真时间,填补了现有研究空白。

关键词: 内置式永磁同步电机, 高开关频率, 场路耦合, 动态电磁力

Abstract: To address the electromagnetic vibration and noise issues caused by sideband harmonics in electric vehicle interior permanent magnet synchronous motors ( IPMSM) under high-frequency switching conditions,this paper proposed an efficient field-circuit coupling method for rapid and accurate calculation of dynamic electromagnetic force characteristics. Integrating MTPA control with dynamic operating condition analysis,a Simplorer-FEM field-circuit coupled simulation model was established. By combining the MTPA control strategy and optimizing simulation step sizes based on operating conditions,this study systematically simulated the sideband harmonics and dynamic electromagnetic force characteristics of IPMSM during downhill operation. The impact of load transients on time-frequency domain characteristics of electromagnetic forces was revealed. Results demonstrated that compared with traditional methods,the proposed model significantly improved computational efficiency with an 80% reduction in simulation time,filling a research gap in this field.

Key words: interior permanent magnet synchronous motor, high switching frequency, field-circuit coupling, dynamic electromagnetic force

李晓华, 薛美盈, 沈　谜, 张舟云. 基于 MTPA 的 IPMSM 电磁力动态特性仿真方法研究[J]. 微特电机, 2025, 53(11): 14-20.

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