[發明專利]一種基于不等厚Halbach永磁陣列的電機生產方法及系統

有效

• 申請號: 202011090086.3
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112234779B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 宋寧冉;周廣旭;朱孟美;慕永云;高佳;馬建輝;郭磊
• 申請（專利權）人: 山東省科學院自動化研究所
• 主分類號: H02K15/00
• 分類號: H02K15/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

1.一種基于不等厚Halbach永磁陣列的電機生產方法，其特征在于，包括：

構建永磁陣列，并獲取永磁陣列的磁塊數據；所述永磁陣列的充磁方向采用Halbach陣列；所述永磁陣列包括梯形磁塊和矩形磁塊，梯形磁塊和矩形磁塊交錯布設；對由兩種不同結構的由矩形磁塊和梯形磁塊組成的永磁陣列的磁場進行全面建模和全局優化；

建立永磁陣列的磁場數學模型，采用面電流法對磁塊的磁場進行建模，疊加得到一個磁周期的永磁陣列的磁場數學模型，梯形磁塊的角度作為被優化對象，梯形磁塊的角度同時決定了矩形磁塊的尺寸，在進行優化時，固定磁塊寬度ω和磁塊高度h，只令磁塊斜邊與水平線的角度θ變化，在(0，π/2)范圍內進行搜索優化，根據磁塊數據對永磁陣列的磁場數學模型進行分析，得到磁場的氣隙磁密基波幅值數學表達式和磁場波形正弦畸變率數學表達式；

以磁場波形正弦畸變率與氣隙磁密基波幅值的比值作為優化目標，計算得到具有最佳磁場性能的永磁陣列尺寸；

根據最佳磁場性能的永磁陣列尺寸對電機進行生產制造。

2.如權利要求1所述的永磁陣列的電機生產方法，其特征在于，所述得到磁場的氣隙磁密基波幅值和磁場波形正弦畸變率步驟包括，對永磁陣列的磁場數學模型進行傅里葉分析，得到磁場的基波表達式和諧波表達式，根據基波數據和諧波數據計算得到磁場的氣隙磁密基波幅值和磁場波形正弦畸變率。

3.如權利要求1所述的永磁陣列的電機生產方法，其特征在于，所述計算得到具有最佳磁場性能的永磁陣列尺寸步驟包括，以磁場波形正弦畸變率與氣隙磁密基波幅值的比值作為優化目標，通過調節優化目標的權重系數，進行不同側重的優化，獲得磁場陣列每個磁塊的角度值。

4.一種基于不等厚Halbach永磁陣列的電機生產系統，基于如權利要求1-3任一所述的永磁陣列的電機生產方法，其特征在于，包括：

數據采集模塊，被配置為：構建永磁陣列，并獲取永磁陣列的磁塊數據；所述永磁陣列的充磁方向采用Halbach陣列；

數據分析模塊，被配置為：建立永磁陣列的磁場數學模型，根據磁塊數據對永磁陣列的磁場數學模型進行分析，得到磁場的氣隙磁密基波幅值和磁場波形正弦畸變率；以磁場波形正弦畸變率與氣隙磁密基波幅值的比值作為優化目標，計算得到具有最佳磁場性能的永磁陣列尺寸；

電機制造模塊，被配置為：根據最佳磁場性能的永磁陣列尺寸對電機進行生產制造。

5.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，用于存儲計算機指令，所述計算機指令被處理器執行時，完成如權利要求1-3任一所述的基于不等厚Halbach永磁陣列的電機生產方法。

6.一種電子設備，其特征在于，包括存儲器和處理器以及存儲在存儲器上并在處理器上運行的計算機指令，所述計算機指令被處理器運行時，完成如權利要求1-3任一所述的基于不等厚Halbach永磁陣列的電機生產方法。

7.一種電機，其特征在于，采用如權利要求1-3任一所述的基于不等厚Halbach永磁陣列的電機生產方法進行生產制造。