[發明專利]一種考慮飽和的開關磁阻電機磁場解析計算方法

有效

• 申請號: 201810563761.6
• 申請日: 2018-06-04
• 公開（公告）號: CN108875168B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 左曙光;胡勝龍;吳雙龍;鄧文哲;鄭玉平;劉明田
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙繼明

1.一種考慮飽和的開關磁阻電機磁場解析計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)在極坐標系下，分別建立定子齒槽域、轉子齒槽域和氣隙域的磁矢勢方程，

2)根據磁場邊界條件、磁矢勢與磁通密度的關系式，獲取氣隙域線性磁通密度解析模型，

3)在笛卡爾坐標系下，結合鐵磁材料的磁導率—磁通密度特性曲線，獲取考慮飽和的徑向磁通密度解析模型，

4)根據飽和徑向磁通密度求取過程中的動態磁導率，進一步獲取考慮飽和的切向磁通密度解析計算模型；

所述的步驟1)包括以下步驟：

11)建立定子齒槽域的磁矢勢方程：

其中，N為最高諧波階數，為定子齒槽域的切向磁導率系數矩陣，為定子齒槽域的徑向磁導率系數矩陣，λ₃為V₃的特征值，W₃為V₃的特征向量，I為單位對角矩陣，R₄為定子槽外徑，向量a₃和向量b₃由式(4)求取，r為氣隙半徑，R_S為定子內徑，θ為空間圓周角，j表示虛數單位，

12)建立轉子齒槽域的磁矢勢方程：

其中，λ₁為V₁的特征值，W₁為V₁的特征向量，為轉子齒槽域的切向磁導率系數矩陣，為轉子齒槽域的徑向磁導率系數矩陣，R₁為轉子槽內徑，向量a₁和向量b₁為由式(4)求取，R_r為轉子外徑，

13)建立氣隙域的磁矢勢方程：

其中，λ₂＝([N_θ]²)^1/2，向量a₂和向量b₂為由式(4)求取；

其中，μ₀為空氣的磁導率，J_z為由電流密度的復式傅立葉系數構成的列向量；

所述的步驟2)具體包括以下步驟：

21)確定磁場的邊界條件：

其中，H_θ為磁場強度的切向分量，A_z為軸向磁矢勢，R₁、R₄、R_r、R_s分別為轉子槽內徑、定子槽外徑、轉子外徑、定子內徑，上標(1)、上標(2)、上標(3)分別代表轉子齒槽域、氣隙域、定子齒槽域，

22)確定磁矢勢與磁通密度的關系式：

其中，B_r為徑向磁通密度，B_θ為切向磁通密度，

23)建立氣隙域線性磁通密度解析模型：

其中，為氣隙徑向線性磁通密度，為氣隙切向線性磁通密度。

2.根據權利要求1所述的一種考慮飽和的開關磁阻電機磁場解析計算方法，其特征在于，所述的步驟3)具體包括以下步驟：

31)對于線性氣隙域，運用式(8)獲取徑向線性磁通密度；

32)對于飽和氣隙域，先根據鐵磁材料的磁通密度—磁場強度特性曲線，獲取磁導率—磁通密度曲線；

33)對于飽和氣隙域，再運用笛卡爾坐標系下的繞組函數理論，獲取徑向飽和磁通密度：

其中，g為氣隙長度，μ₀為空氣磁導率，μ_d為動態磁導率，l為轉子極高，F₁、F₂、F₃分別為A相、B相、C相的磁動勢，λ_s為定子開槽影響系數，λ_r為轉子開槽影響系數。