[发明专利]计算机程序、模拟方法和模拟装置

说明书

一种计算机程序，用于使计算机执行根据具有线圈的电磁部件的分析模型对多个时点的每一个上的该电磁部件的行为进行模拟的处理，所述计算机程序使所述计算机执行下述处理：创建查找表，该查找表使通过基于所述分析模型的磁场分析得到的、所述线圈上的交链磁通、所述线圈的电感、流到所述线圈的电流相关联；使用在上次和上上次模拟步骤中算出的流到所述线圈的电流参照所述查找表，对所述电磁部件的行为进行模拟。

技术领域

本发明涉及根据具有线圈的电磁部件的分析模型对该电磁部件的动态行为(dynamic behavior)进行模拟的计算机程序、模拟方法和模拟装置。

背景技术

对电机的动态行为进行模拟的模拟装置已被利用于电机和驱动电路的开发。为了详细且正确地对电机的行为(behavior)进行模拟，将使用通过磁场分析得到的特性对电机的行为进行模拟的电机行为模拟器和对电机的驱动电路的动作进行模拟的驱动电路模拟器进行耦合。在耦合模拟中，在与时间序列的各时点对应的各模拟步骤中，驱动电路模拟器调用电机行为模拟器使其对电机的行为详细地进行模拟，并使用该模拟结果对驱动电路的行为进行模拟。

电机行为模拟器通过分析模型的磁场分析，预先创建表现与驱动状态相应的交链磁通等特性的LUT(Lookup table)并存储，所述分析模型表现具有多个线圈、定子和转子的电机的形状和电磁特性。

电机行为模拟器参照通过磁场分析得到的LUT对电机的行为进行模拟。

电机例如为星型接线的三相永磁电机。在这种情况下，电机行为模拟器通过求解由下述式(1)～(3)表示的电压方程，算出流到电机各线圈的电流，对电机的行为进行模拟。

【数1】

其中：

V_u0，V_v0，V_w0表示施加在各线圈端子上的电压；

V_n表示中性点上的电位；

R表示线圈的电阻值；

I_u，I_v，I_w表示流到各线圈的电流；

Ψ_u，Ψ_v，Ψ_w表示各线圈上的交链磁通；

θ表示转子的机械角度。

另外，在中性点上，下述式(4)所示的电流守恒定律成立。

【数2】

I_u+I_v+I_w＝0 …(4)

交链磁通Ψ是电流和转子的机械角度的函数，因此，在求解上述式(1)～(3)表示的非线性方程时，一般来说需要牛顿-拉弗森方法等迭代计算(例如非专利文献1)。

上述迭代计算在对具有线圈的电磁部件的行为进行模拟的情况下也会成为问题。

先行技术文献

【非专利文献】

【非专利文献1】Hiroyuki Kaimori，Kan Akatsu，Behavior Modeling ofPermanent Magnet Synchronous Motors Using Flux Linkages for Coupling withCircuit Simulation，IEEJ Journal of Industry Applications，日本国，一般社团法人电气学会，2018年7卷1号，p.56-63