[發明專利]一種永磁電機諧波電流的預測方法

有效

• 申請號: 202010828909.1
• 申請日: 2020-08-18
• 公開（公告）號: CN112016197B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 黃曉艷;陳卓;李趙凱;俞東;史婷娜;閻彥
• 申請（專利權）人: 浙江大學;浙江大學先進電氣裝備創新中心
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/10
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種永磁電機諧波電流的預測方法，其特征在于包括如下步驟：

1)建立考慮鐵磁材料飽和效應的電機磁場分布模型，電機磁場分布模型的輸入為永磁電機的諧波電流，輸出為永磁電機的端電壓；

所述步驟1)中，以永磁電機的感應電壓作為永磁電機的端電壓，所述考慮鐵磁材料飽和效應的電機的磁場分布模型具體如下：

B_s(t,R_s,α)＝(F_s(t,α)-F_r(t,α))·Λ(α)

其中：B_s(t,R_s,α)為t時刻永磁電機定子內半徑圓周上角度位置α下的氣隙磁場分布，R_s表示永磁電機定子內半徑，F_s(t,α),F_r(t,α)分別是t時刻、角度位置α下的定子、轉子磁動勢，t為時間，α是定子圓周上的角度位置，Λ(α)是角度位置α下的氣隙磁導；N_p(α)是永磁電機的繞組函數，p為永磁電機的極對數，i_ph為繞組相ph的諧波電流的傅里葉級數表達形式，ph表示永磁電機的相，ph＝A,B,C，A、B、C分別表示永磁電機的三相，k表示永磁電機的三相對應的相位，k＝1,2,3時i_ph分別對應i_A,i_B,i_C；v代表諧波電流的階次，I_v、分別為第v階次諧波電流的幅值和相位，N_c為永磁電機的每槽匝數，q為每極每相槽數，E_p為永磁電機的感應電壓，ω_r為永磁電機轉子旋轉的機械角速度，l_ef為永磁電機有效長度，α_i為線圈繞組的初始角，τ為繞組跨距，k_w(v)為第v階次諧波電流的繞組系數；u表示永磁電機的第u對極，Ψ_p(t)表示永磁電機的磁鏈；

所述的氣隙磁導Λ(α)采用以下公式設定：

其中：Λ₀是均勻氣隙的磁導，k_u為飽和系數，θ_s為定子槽開口弧度，α₀為定子相鄰兩槽之間的弧度，R_st、R_sy、R_rt、R_ry、R_air分別為定子齒部、定子軛部、轉子軛部、極靴部分和氣隙的磁阻；β_r表示通過保角映射法得到的關于氣隙磁導的一個系數；

2)建立基于調制函數的空間矢量調制的逆變器輸出電壓諧波的雙重傅立葉級數模型，輸入調制深度，得到逆變器的輸出電壓；

3)根據步驟1)得到的永磁電機的端電壓和步驟2)得到的逆變器的輸出電壓，在永磁電機的端電壓與逆變器的輸出電壓之間建立匹配度并作為優化目標，提出諧波電流的匹配方法，即通過優化算法對步驟1)中電機磁場分布模型的各個階次諧波電流進行全局尋優，求解獲得各個階次諧波電流的幅值和相位I_v、再利用各個階次諧波電流的幅值和相位I_v、計算獲得諧波電流。