河海大學陳湞斐獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉河海大學申請的專利一種切向式四層繞組分數槽永磁電機磁密分布計算方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN114491948B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-04-29發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202111601195.1,技術領域涉及:G06F30/20;該發明授權一種切向式四層繞組分數槽永磁電機磁密分布計算方法是由陳湞斐;李家玉;馬宏忠;范晨陽;章黃勇;凌志豪;王楓設計研發完成,并于2021-12-24向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種切向式四層繞組分數槽永磁電機磁密分布計算方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種切向式四層繞組分數槽永磁電機磁密分布計算方法,包括:將永磁電機每處隔磁橋用矩形等效氣隙進行等效;預估隔磁橋處的鐵心的飽和程度;計算等效氣隙長度初始值;將電機區域劃分為五類子域;建立各子域內矢量磁位方程和交界面上的邊界條件;通過求解矢量磁位方程中的未知系數,獲得永磁電機磁密表達式以及相對磁導率的誤差;通過更新隔磁橋處鐵心的相對磁導率迭代計算,直至得到的相對磁導率誤差值小于限定值,從而獲得最終永磁電機磁密結果。本發明方法能準確計算出考慮鐵心飽和下的永磁電機磁密大小,為切向式四層繞組分數槽永磁電機的磁場計算和性能分析提供了一種高效且精確的研究方法。
本發明授權一種切向式四層繞組分數槽永磁電機磁密分布計算方法在權利要求書中公布了:1.一種切向式四層繞組分數槽永磁電機磁密分布計算方法,其特征在于,包括以下步驟:采用矩形氣隙對永磁電機轉子中的每處隔磁橋分別進行等效處理,得出單個隔磁橋的實際寬度;根據單個隔磁橋的實際寬度預估隔磁橋處的鐵心的飽和程度,從而得出隔磁橋相對磁導率值;將磁導率值作為隔磁橋處鐵心的相對磁導率的初始值;根據隔磁橋處鐵心的相對磁導率的初始值計算相應的等效矩形氣隙長度;基于等效矩形氣隙長度得出電機磁場區域,并將電機磁場區域劃分為五類子域;在電機磁場區域的坐標系下分別建立五類子域的矢量磁位方程;根據麥克斯韋理論分別建立各子域交界面的磁場特性,獲得各子域之間的交界面上的邊界條件;將各子域的矢量磁位方程代入邊界條件中,求解矢量磁位方程中的未知系數,獲得永磁電機的各子區域的矢量磁位,并通過矢量磁位推導出各子域的磁密表達式;根據各子域的磁密表達式計算獲得各子域本周期內的隔磁橋處鐵心的相對磁導率計算值,并計算本周期的相對磁導率的誤差;基于預設的相對磁導率的誤差判斷,選擇輸出各子域的相對磁導率計算值;將輸出的各子域的相對磁導率計算值輸入電機磁場模型中最終解析出電機各子域內的磁密分布情況;所述五類子域包括:等效氣隙子域、永磁體子域、實際氣隙子域、定子槽口子域以及定子槽身子域;所述等效氣隙子域設為區域和區域,永磁體子域設為區域,實際氣隙子域設為區域4,定子槽口子域設為區域,定子槽身子域設為區域;所述等效氣隙區域內的矢量磁位的計算公式為:等效氣隙區域1j內的矢量磁位Az1方程為: (1)其中,Lp為中間變量,計算公式為: (2)永磁體區域2j內的矢量磁位Az2方程為: (3)其中,Uv為中間變量,計算公式為: (4)等效氣隙區域3j內的矢量磁位Az3方程為: (5)其中,Yq為中間變量,計算公式為: (6)氣隙區域4內的矢量磁位Az4方程為: (7)定子槽口區域5i內的矢量磁位Az5i方程為: (8)其中,Fm為中間變量,計算公式為: (9)定子槽身區域6i內的矢量磁位Az6i方程為: (10)其中,En為中間變量,計算公式為: (11)公式(1)-(12)中,預設電機內的任意一點,為在極坐標系下該點到電機圓心的半徑,為該點的機械位置角,為該點處的矢量磁位軸向分量,分別對應的角標、、、4、以及為該點處所屬區域,為電機極數,為電機槽數;p、、、、、為相應諧波次數,、、、、、分別為、、、、、計算過程中取到的最大諧波次數,、、、、、、、、、、、、、為待定系數,為第個磁極底部隔磁橋等效氣隙寬對應的圓心角,為第個磁極中心位置,為磁極寬對應的圓心角,為磁極頂部隔磁橋等效氣隙寬對應的圓心角,、、、均采用弧度制;為槽口寬對應的圓心角,為第個槽身中心位置,為槽身寬對應的圓心角,、、均采用弧度制;為轉子鐵心外半徑、磁極底部隔磁橋外半徑、永磁體外半徑、磁極頂部隔磁橋外半徑、為定子鐵心內半徑、為槽身內半徑,為槽身內外半徑。
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