[發明專利]一種長定子直線電機電磁模型建立方法及裝置

有效

• 申請號: 202110368897.3
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN112989707B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 聞映紅;姜付杰;朱云;肖建軍;肖石
• 申請（專利權）人: 中車青島四方機車車輛股份有限公司;北京交通大學
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06F30/23;G06F111/08;G06F111/10
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙曉榮

1.一種長定子直線電機電磁模型建立方法，其特征在于，所述長定子直線電機包括長定子，所述長定子纏繞有三相電纜，所述方法包括：

獲得多個預設點的磁場場強；所述多個預設點位于所述長定子周圍不同的空間位置；

根據所述三相電纜的三相電流、所述長定子的鐵芯的等效電流和所述多個預設點的空間位置，建立含有未知量的電磁模型；所述未知量包括所述等效電流的相位和幅值；

根據所述多個預設點的磁場場強和所述電磁模型，獲得所述未知量，建立完整的電磁模型；

其中，所述方法還包括通過以下方式獲得所述等效電流：

將所述長定子的鐵芯的表面分為M個網格；所述M為正整數；

將所述M個網格中每個網格內的電流等效為一個網格電流；

根據所述M個網格對應的M個所述網格電流，獲得所述等效電流；

構建目標函數其中，f為電磁模型多目標優化問題的目標函數，Bn為根據所述含有未知量的電磁模型和所述多個預設點的空間位置計算得到的含有未知量的所述多個預設點的場強，B′n為根據數值仿真得到的磁感應強度，Am為將所述長定子的鐵芯的表面的第M個網格等效為的電流幅值；φm為Am的相位；n為預設點的個數；

目標優化數學模型為

其中，f1為第一個預設點的空間位置所對應的目標函數；f2為第二個預設點的空間位置所對應的目標函數；fn為第n個預設點的空間位置所對應的目標函數；T為矩陣的轉置。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述三相電纜的三相電流、所述長定子的鐵芯的等效電流和所述多個預設點的空間位置，建立含有未知量的電磁模型，包括：

將所述等效電流和所述三相電流，等效為無數個電流元；

根據所述無數個電流元的電磁感應磁場和所述多個預設點的空間位置，通過積分得到含有未知量的電磁模型。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述多個預設點中每個預設點距離所述長定子的側面預設距離。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

將所述三相電纜中每一個電纜所在的曲線，等效為折線；

所述根據所述三相電纜的三相電流、所述長定子的鐵芯的等效電流和所述多個預設點的空間位置，建立含有未知量的電磁模型，包括：

根據所述三相電纜中每一個電纜對應的折線、所述三相電流的電流值、所述長定子的鐵芯的等效電流和所述多個預設點的空間位置，建立含有未知量的電磁模型。

5.一種長定子直線電機電磁模型建立裝置，其特征在于，所述長定子直線電機包括長定子，所述長定子纏繞有三相電纜，所述裝置包括：

獲得模塊，用于獲得多個預設點的磁場場強；所述多個預設點位于所述長定子周圍不同的空間位置；

第一建立模塊，用于根據所述三相電纜的三相電流、所述長定子的鐵芯的等效電流和所述多個預設點的空間位置，建立含有未知量的電磁模型；所述未知量包括所述等效電流的相位和幅值；

第二建立模塊，用于根據所述多個預設點的磁場場強和所述電磁模型，獲得所述未知量，建立完整的電磁模型；

其中，所述裝置還包括：

等效電流獲得模塊，用于將所述長定子的鐵芯的表面分為M個網格；所述M為正整數；將所述M個網格中每個網格內的電流等效為一個網格電流；根據所述M個網格對應的M個所述網格電流，獲得所述等效電流；

構建目標函數其中，f為電磁模型多目標優化問題的目標函數，Bn為根據所述含有未知量的電磁模型和所述多個預設點的空間位置計算得到的含有未知量的所述多個預設點的場強，B′n為根據數值仿真得到的磁感應強度，Am為將所述長定子的鐵芯的表面的第M個網格等效為的電流幅值；φm為Am的相位；n為預設點的個數；

目標優化數學模型為

其中，f1為第一個預設點的空間位置所對應的目標函數；f2為第二個預設點的空間位置所對應的目標函數；fn為第n個預設點的空間位置所對應的目標函數；T為矩陣的轉置。

6.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述第一建立模塊具體用于：

將所述等效電流和所述三相電流，等效為無數個電流元；

根據所述無數個電流元的電磁感應磁場和所述多個預設點的空間位置，通過積分得到含有未知量的電磁模型。