[發明專利]一種考慮瞬時鐵耗的開關磁阻電機建模方法

有效

• 申請號: 201711337213.3
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN107862167B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 陳昊;閆文舉
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/367;G06F111/10
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種考慮瞬時鐵耗的開關磁阻電機建模方法，其特征在于包括如下步驟：

a.首先通過有限元分析軟件建立電機的有限元模型，對電機的電磁場分布進行分析，根據電機電磁場的分布情況對電機的鐵心部分進行區域劃分，并在每一個特征區域內選取1個特征點，獲得每一個特征點隨轉子位置和電流變化的靜態磁密數據，采用等效磁路分析的方法對電機的磁密分布及變化趨勢進行分析，得到靜態磁密與每一區域特征點動態磁密的關系，進而得到電機每一區域的動態磁密計算公式，根據計算公式搭建動態磁密獲取模塊，得到電機每一區域特征點的動態磁密；

b.對電機頻域鐵耗計算模型進行分析，得到瞬時鐵耗計算模型；

c.結合所得到的每一特征區域的動態磁密及瞬時鐵耗計算模型計算得到電機的整體鐵耗，對得到電機的整體鐵耗進行分配，根據所分配的鐵耗大小調節相繞組兩端并聯等效電阻的大小，建立瞬時鐵耗的開關磁阻電機的建模；

所述瞬時鐵耗計算模型為：

ε(ΔB_r)＝1+k_dcΔB_r^α+k_lΔB_r² (5)

ε(ΔB_t)＝1+k_dcΔB_t^α+k_lΔB_t² (6)

式中：P_hy,m、P_c,m和P_ex,m分別為開關磁阻電機單位質量的瞬時磁滯損耗、瞬時渦流損耗和瞬時附加損耗；

B_r和B_t分別為徑向和切向分量的磁密；

B_mr和B_mt分別為徑向和切向分量磁密峰值；

ΔB_r和ΔB_t分別為徑向和切向分量的直流磁密；

k_h(B_r)和k_h(B_t)分別為磁密在徑向和切向分量的磁滯損耗系數；

k_c為渦流損耗系數；k_ex(B_r,f)和k_ex(B_t,f)分別為磁密在徑向和切向分量的附加損耗系數；

所述整體鐵耗中的磁滯損耗分配模型為：

式中：P_{A_h}、P_{B_h}和P_{C_h}分別為有A相、B相、C相繞組引起的磁滯損耗；

P_{total_h}為電機總的磁滯損耗；

a、b和c分別為A相動態磁密變化率dB_A/dt、B相動態磁密變化率dB_B/dt和C相動態磁密變化率；

所述整體鐵耗中的渦流損耗分配模型為：

式中：P_{A_c}、P_{B_c}和P_{C_c}分別為有A相、B相、C相繞組引起的渦流損耗；

P_{total_c}為電機總的渦流損耗；

所述整體鐵耗中的附加損耗分配模型為：

式中：P_{A_ex}、P_{B_ex}和P_{C_ex}分別為有A相、B相、C相繞組引起的附加損耗；

P_{total_ex}為電機總的附加損耗。

2.根據權利要求1所述的一種考慮瞬時鐵耗的開關磁阻電機建模方法，其特征在于：所述鐵心部分劃分的區域為：每相定子極沿徑向方向等分為三個區域、轉子極沿徑向方向等分為三個區域、兩相定子極之間的定子軛部、轉子極間的軛部區域。

3.根據權利要求1所述的一種考慮瞬時鐵耗的開關磁阻電機建模方法，其特征在于：所述整體鐵耗對相繞組的影響采用在相繞組電感兩端并聯一個鐵耗等效電阻。