[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于離散磁導(dǎo)模型的永磁電機(jī)拓?fù)錁?gòu)造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110856578.7
• 申請(qǐng)日: 2021-07-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113746385B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李大偉;房莉;任翔;曲榮海
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02P6/08
• 分類(lèi)號(hào): H02P6/08;H02P6/34;H02P23/14;H02P23/30
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專(zhuān)利中心 42201
• 代理人: 夏倩

1.一種基于離散磁導(dǎo)模型的永磁電機(jī)拓?fù)錁?gòu)造方法，其特征在于，包括：

S1.構(gòu)造電機(jī)基波空載反電勢(shì)E₁關(guān)于各次磁導(dǎo)諧波Λ_mj的幅值和相位以及繞組結(jié)構(gòu)參數(shù)的目標(biāo)函數(shù)f(E₁,Λ_mj,θ_w,θ_so)；所述繞組結(jié)構(gòu)參數(shù)包括跨距θ_w和槽口角度θ_so；

S2.構(gòu)建離散磁導(dǎo)模型，并通過(guò)離散磁導(dǎo)模型求解使得目標(biāo)函數(shù)最大的空間磁導(dǎo)分布；其中，離散磁導(dǎo)模型的構(gòu)建過(guò)程為：

在繞組結(jié)構(gòu)參數(shù)θ_w,θ_so固定的前提下，建立氣隙內(nèi)周向上每個(gè)位置的磁導(dǎo)微元所產(chǎn)生的基波空載反電勢(shì)微元dE₁與該位置磁導(dǎo)取值Λ_i的函數(shù)關(guān)系，得到離散磁導(dǎo)模型；

S3.針對(duì)不同的繞組結(jié)構(gòu)參數(shù)θ_w,θ_so，通過(guò)步驟S2得到多個(gè)目標(biāo)函數(shù)最大值以及對(duì)應(yīng)的空間磁導(dǎo)分布，選擇多個(gè)目標(biāo)函數(shù)最大值中的最大者對(duì)應(yīng)的空間磁導(dǎo)分布，作為最優(yōu)空間磁導(dǎo)分布；

S4.根據(jù)最優(yōu)空間磁導(dǎo)分布構(gòu)造對(duì)應(yīng)的調(diào)制單元結(jié)構(gòu)；

S5.由步驟S3中多個(gè)目標(biāo)函數(shù)最大值中的最大者對(duì)應(yīng)的繞組結(jié)構(gòu)和步驟S4得到的調(diào)制單元集成為定子側(cè)整體結(jié)構(gòu)，定子再結(jié)合轉(zhuǎn)子構(gòu)成最優(yōu)的電機(jī)拓?fù)洹?/p>

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于離散磁導(dǎo)模型的永磁電機(jī)拓?fù)錁?gòu)造方法，其特征在于，各次磁導(dǎo)諧波的初始相位θ_mj滿(mǎn)足

其中，v為氣隙工作磁密的極對(duì)數(shù)，P_r為永磁體陣列的極對(duì)數(shù)，P_mj表示氣隙磁導(dǎo)諧波Λ_mj的極對(duì)數(shù)，sgn(v)為氣隙磁密B_gv的旋轉(zhuǎn)方向，逆時(shí)針為正旋轉(zhuǎn)方向，sgn＝+1；順時(shí)針為負(fù)旋轉(zhuǎn)方向，sgn＝-1，θ_sv表示極對(duì)數(shù)為v的電樞諧波的初始相位。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于離散磁導(dǎo)模型的永磁電機(jī)拓?fù)錁?gòu)造方法，其特征在于，目標(biāo)函數(shù)f(E₁,Λ_mj,θ_w,θ_so)為：

K_e＝D_gLN_sω_m

D_g為電機(jī)氣隙對(duì)應(yīng)的直徑；L為電機(jī)有效軸長(zhǎng)；N_s為相繞組串聯(lián)匝數(shù)，F(xiàn)_m1表示永磁體轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的基波磁動(dòng)勢(shì)，k_wv表示繞組系數(shù)，由線(xiàn)圈跨距θ_w,槽口寬度θ_so確定，Λ_0(mj)表示極對(duì)數(shù)為P_mj氣隙磁導(dǎo)的幅值，ω_m為轉(zhuǎn)子機(jī)械旋轉(zhuǎn)角速度，t為時(shí)間，θ_r1為永磁體基波勵(lì)磁磁勢(shì)初始相位。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于離散磁導(dǎo)模型的永磁電機(jī)拓?fù)錁?gòu)造方法，其特征在于，步驟S2中所述通過(guò)離散磁導(dǎo)模型求解使得目標(biāo)函數(shù)最大的空間磁導(dǎo)分布，具體為，根據(jù)離散磁導(dǎo)模型得到圓周方向的每點(diǎn)位置上的磁導(dǎo)微元的各次磁導(dǎo)諧波對(duì)基波反電勢(shì)的貢獻(xiàn)值總和；在貢獻(xiàn)值總和為正值時(shí)，該點(diǎn)磁導(dǎo)賦最大值；貢獻(xiàn)總和為負(fù)值時(shí)，該點(diǎn)磁導(dǎo)賦最小值。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于離散磁導(dǎo)模型的永磁電機(jī)拓?fù)錁?gòu)造方法，其特征在于，步驟S4具體為，磁導(dǎo)最大值對(duì)應(yīng)的調(diào)制單元結(jié)構(gòu)為齒，參數(shù)上體現(xiàn)為調(diào)制單元內(nèi)沿與永磁體外沿的間距為氣隙長(zhǎng)度；磁導(dǎo)最小值對(duì)應(yīng)的調(diào)制單元結(jié)構(gòu)為槽，參數(shù)上體現(xiàn)為調(diào)制單元內(nèi)沿與永磁體外沿的間距大于氣隙長(zhǎng)度。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于離散磁導(dǎo)模型的永磁電機(jī)拓?fù)錁?gòu)造方法，其特征在于，調(diào)制單元的槽結(jié)構(gòu)，參數(shù)上體現(xiàn)為調(diào)制單元內(nèi)沿與永磁體外沿的間距大于氣隙長(zhǎng)度的7-10倍。