Altair Taiwan Blog

此次專欄介紹如何將馬達模型利用Altair Flux裡的 Marco進行降階，並結合Activate/Compose進行分析。

此次使用到的軟體為：

Altair Flux2D

Altair Activate

Altair Compose

該方法的目的是建立IPM電機的精確降階模型（基於有限元模型），最大的優勢是能與Activate進行精準的快速模擬。電機的行為能透過Look-up tables(LuT)表示，而LuT是透過有限元方法計算出每相磁鏈及轉矩(基於DQ軸Id&Iq電流及轉子角度)。

首先，我們找到

C:\ProgramFiles\Altair\2019\flux\Flux\DocExamples\Examples2D\Cosimulation\BrushlessIPM_SpeedControl_Activate  (預設目錄)

將「BrushlessIPM_SpeedControl_Activate.zip」解壓縮到自行創建的資料夾，裡頭會有Case1~Case5共五個資料夾，進入Case3資料夾將「physbuilt_Case_3.FLU」用Flux開啟。(可創建一個資料夾先將其他檔案存放在裏頭)

由於此模型有小瑕疵，開啟後須先將Infinite Box重建，步驟為Delete MeshingàDelete Infinite BoxàCreate New Infinite BoxàAssign regions to faces 

接著選擇「Marco CreateLookUpTableFromTMProject.PFM 」並執行。

依序輸入：

「三相」電流 ex. I_1, I_2, I_3

轉子參數 ex. Rotor

定子參數 ex. Stator

Id 最大電流 ex. 200A

Id電流計算數,需奇數

極數

一周期電氣角所需之步數

※注意※ 點選OK後軟體會自動運算，計算量龐大會消耗大量時間。

計算完成後會產生三個 .flu檔、.oml檔及.csv檔

接著開啟「physbuilt_Case_3_MS_CSV_table_res.oml」，可以看到除了DQ軸Id&Iq電流、轉子角度、每相磁鏈及轉矩，也包含更多其他的資訊，像是相電阻、端部電感、轉子電氣周期及轉子起始角度。

接著到資料夾「Flux_LuT_data」中打開「emotor_type_3_LuT_Prius_like_2004.oml」，此腳本是為了生成.mat檔以便Activate裡使用。將生成的「physbuilt_Case_3_MS_CSV_table_res.oml」中的馬達資訊(1-11項)複製取代原有資訊(18-27項)，接著點左上角Start後便會輸出「LookUpTable_vs_Flux_Abc_Torque_Torque.mat」檔案。(檔名依用戶自行定義)

接著針對剛剛生成的.mat檔進行檢查，在「Flux_LuT_data」中打開「sanity_check_LuT_data_Flux」，開啟左上角Diagram，修改讀取檔名為

『load(strcat(current_dir,'\LookUpTable_vs_Flux_Abc_Torque_Torque.mat'))』，底下也可以針對電流控制角及有效值做修改，完成後點擊OK。

點擊左上角Run this simulation，可以看到當前電流及控制角下的三相磁鏈及輸出轉矩。

接著打開「PMSM_Activate_FluxMotor_Flux_emotor_modeling_comparison_v3c」，這是一個簡單FOC控制+馬達案例，雙擊Electric Motorà雙擊Look-up Table v2，開啟左上角Diagram，修改讀取檔名為

『load(strcat(current_dir,'\LookUpTable_vs_Flux_Abc_Torque_Torque.mat'))』，點擊左上角Run this simulation，即可「快速」獲得電機轉速及轉矩之波形。

經過以上流程，相信各位用戶在未來都能利用Altair軟體將既有馬達模型進行降階，並且結合控制進行耦合分析來獲得既精確又快速，且更貼近真實的結果。