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专利号: 2023103436505
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种磁通切换永磁电机定子结构的分析方法,其特征在于,包括:

获取磁通切换永磁电机的初始定子磁导的谐波幅值和谐波相位;

根据所得到的谐波幅值和谐波相位,结合转矩贡献量公式Teavg=f(Λsk,θΛk),计算磁通切换永磁电机的定子磁导谐波的转矩贡献系数λk:其中,Λsk、θΛk分别为初始定子磁导k次谐波的幅值和相位, μ0

为真空磁导率,Ns为绕组串联匝数,lst为铁心有效长度,rg为气隙半径,g为气隙长度,Im为相电流幅值,Λs0和Λsm分别为第0次和m次的定子磁导谐波幅值,θΛm为m次定子磁导谐波的相位,Fpmi为i次永磁体磁动势谐波幅值,Λrn为第n次的转子磁导谐波幅值,Ks0in和Ksmin分别为第0次和m次的定子磁导谐波对应的绕组参数,ZS为定子齿数,kwv为v次谐波的绕组系

数;

根据所得到的转矩贡献系数λk,优化磁通切换永磁电机的定子磁导谐波的谐波幅值、谐波相位和绕组系数;

优化后的定子磁导谐波幅值Λ′sk满足:

其中,θΛk为初始定子磁导谐波幅值,Λs.max和Λs.min分别为定子磁导的最大值和最小值,Λ′s0和Λ′sm分别为优化后第0次和m次的定子磁导谐波幅值,g为气隙长度,hs为槽深,Zs为定子齿数,θ为定子空间位置,μ0为真空磁导率;

优化谐波相位的方法为:当转矩贡献系数的数值为正时,优化后的定子磁导谐波相位与初始定子磁导谐波相位一致;当转矩贡献系数的数值为负时,优化后的定子磁导谐波相位的相位角与初始定子磁导谐波相位的相位角相差180度;

根据所得到的优化后的谐波幅值和谐波相位,得到定子磁导波形;

结合所得到的绕组系数和定子磁导波形,分析磁通切换永磁电机的定子结构。

2.如权利要求1中所述的一种磁通切换永磁电机定子结构的分析方法,其特征在于,在获取磁通切换永磁电机的初始定子磁导的谐波幅值和谐波相位之前,需获取磁通切换永磁电机的参数,所述磁通切换永磁电机的参数包括转子齿数、气隙长度、定转子齿宽、绕组参数和永磁体参数。

3.如权利要求2中所述的一种磁通切换永磁电机定子结构的分析方法,其特征在于,根据所获取的磁通切换永磁电机参数,计算电机定子侧磁导波形,对所得到的定子侧磁导波形进行傅里叶级数变换,得到初始定子磁导的谐波幅值和谐波相位。

4.如权利要求1中所述的一种磁通切换永磁电机定子结构的分析方法,其特征在于,所述转矩贡献系数的数值大小决定谐波贡献转矩的权重大小,转矩贡献系数的数值越大则谐波贡献转矩的权重越大,转矩贡献系数数值的正负决定谐波贡献转矩的正负。

5.如权利要求1中所述的一种磁通切换永磁电机定子结构的分析方法,其特征在于,不同绕组分布方式,绕组系数不同,则各磁导谐波的转矩贡献不同;选择最大输出转矩时对应的绕组系数,确定最优的绕组型式。

6.如权利要求1中所述的一种磁通切换永磁电机定子结构的分析方法,其特征在于,根据所得到的优化后的谐波幅值和谐波相位,将优化后的各次定子磁导谐波进行叠加,得到能够反应定子结构以及定子尺寸参数的定子磁导波形。

7.如权利要求1中所述的一种磁通切换永磁电机定子结构的分析方法,其特征在于,在优化定子尺寸的过程中,考虑饱和效应影响,对定子主齿宽度、定子辅助齿高度进行有限元模型优化。