[發(fā)明專利]一種表貼式永磁同步電機(jī)氣隙磁場(chǎng)的解析方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810450264.5
• 申請(qǐng)日: 2018-05-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108563912B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張承寧;馮艷麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/23
• 分類號(hào): G06F30/23
• 代理公司: 北京市誠(chéng)輝律師事務(wù)所 11430
• 代理人: 范盈

1.一種表貼式永磁同步電機(jī)氣隙磁場(chǎng)的解析方法：具體包括以下步驟：

步驟一、在電機(jī)中選取求解區(qū)域，基于電機(jī)磁路中的磁源、磁阻和漏磁建立整個(gè)電機(jī)的等效磁路模型；

具體包括：以定子齒和相鄰磁極中心線對(duì)應(yīng)位置為起始角度，得到電機(jī)永磁體向外磁路提供的總磁通；

永磁體磁阻由內(nèi)磁阻、端部漏磁阻和極間漏磁阻相互組成；

定子鐵心磁阻分為軛部磁阻和齒部磁阻，所述齒部磁阻分為齒尖磁阻和齒磁阻兩部分，計(jì)算第i個(gè)單元定子鐵心磁阻；

步驟二、根據(jù)所述步驟一中建立的所述等效磁路模型，基于定轉(zhuǎn)子內(nèi)部磁密和鐵心材料的磁化特性求解所述模型中各節(jié)點(diǎn)的氣隙磁密和磁導(dǎo)率；

所述步驟二具體包括：

在所述等效磁路模型的每個(gè)節(jié)點(diǎn)上應(yīng)用磁路歐姆定律，首先為定轉(zhuǎn)子鐵心磁導(dǎo)率設(shè)定初始值，根據(jù)鐵心硅鋼片的磁化特性擬合得到各節(jié)點(diǎn)磁密的假定值，在此基礎(chǔ)上利用磁路歐姆定律得到定轉(zhuǎn)子各節(jié)點(diǎn)的磁密和相應(yīng)磁導(dǎo)率，比較定轉(zhuǎn)子各節(jié)點(diǎn)磁密和假定磁密間的誤差，多次迭代計(jì)算直到兩磁密誤差保持在設(shè)定值ε內(nèi)，即得到電機(jī)各節(jié)點(diǎn)的氣隙磁密和磁導(dǎo)率；

步驟三、基于所述步驟二中得到的氣隙磁密和磁導(dǎo)率，對(duì)基于保角變換法求解氣隙磁場(chǎng)過(guò)程中的磁導(dǎo)率參數(shù)進(jìn)行修正；

步驟四、利用所述保角變換法求解得到氣隙磁場(chǎng)。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟一中所述的在電機(jī)中選取求解區(qū)域，具體包括：

根據(jù)電機(jī)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，選取一對(duì)磁極范圍下的電機(jī)結(jié)構(gòu)作為求解區(qū)域，以電機(jī)定子齒為單位，將電機(jī)劃分為與定子齒數(shù)相同的等量單元，以每定子齒所在的區(qū)域?yàn)檠芯繉?duì)象。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述電機(jī)永磁體向外磁路提供的總磁通為：

式中，B_r為永磁體剩磁，S_y為永磁體磁動(dòng)勢(shì)的極性，以永磁體N極為正，S極為負(fù)，C_mn為總磁通的修正系數(shù)，t_mag為磁極在定子齒中所占比例，D_a為定子外徑，δ為氣隙長(zhǎng)度，h_m為永磁體厚度，L_a為永磁體軸向長(zhǎng)度，Q為槽數(shù)，隨定轉(zhuǎn)子間相對(duì)位置的變化而變化；

永磁體磁阻由內(nèi)磁阻、端部漏磁阻和極間漏磁阻相互組成：

式中，R_mi為永磁體磁阻，R_mni為永磁體內(nèi)磁阻，R_mbi為永磁體端部漏磁阻，R_yji為相鄰磁極間漏磁阻，θ₀為相鄰兩永磁體間的電角度，θ_s為每個(gè)齒所占電角度，θ_r為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)角度，根據(jù)永磁體磁極的對(duì)稱性將轉(zhuǎn)子角度θ從(-180°，180°)轉(zhuǎn)化到(-90°，90°)范圍內(nèi)，θ_m為磁極在電機(jī)中所占的電角度；

所述第i個(gè)單元定子鐵心磁阻分別由下式計(jì)算：

式中，R_{tj_i}為定子齒尖磁阻，R_{t_i}為定子齒部磁阻，R_{j_i}為定子軛部磁阻，h_tji、h_ti、h_ji分別為定子齒尖、齒部和軛部的高度，b_tji、b_ti、b_ji分別為定子齒尖、齒部和軛部的有效寬度，μ_Feji、μ_tdi、μ_ji分別為定子齒尖、齒部和軛部的相對(duì)磁導(dǎo)率，K_Fe為定子硅鋼片的疊壓系數(shù)，L_ef為電機(jī)鐵心計(jì)算長(zhǎng)度，μ₀為氣隙磁導(dǎo)率。