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专利号: 2016102184831
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种气隙不对称开关磁阻直线电机磁路建模方法,其特征在于,开关磁阻直线电机I边气隙δ1小于II边气隙δ2时,磁通分量一部分经过I边定子齿、气隙δ1、动子齿、动子轭部、动子齿、气隙δ2、II边定子齿、II边定子轭部、II边定子齿、气隙δ2、动子齿、动子轭部、动子齿、气隙δ1、I边定子齿、I边定子轭部闭合,磁通分量也有一部分经过I边定子齿、气隙δ1、动子齿、动子轭部、动子齿、气隙δ1、I边定子齿、I边定子轭部闭合,有四个动子位置的四种磁路,四个动子位置为动子槽中心线与定子齿中心线对齐的动子位置xu、动子齿前沿与定子齿前沿对齐的动子位置x0、动子齿与定子齿重叠二分之一定子齿宽的动子位置x1/2和动子齿中心线与定子齿中心线对齐的动子位置xa,由上述四个动子位置的四种磁路中各磁阻分量和磁动势分量的全部计算公式组合构成气隙不对称开关磁阻直线电机的磁路模型。

2.根据权利要求1所述的建模方法,其特征在于,所述动子位置xu处,气隙磁阻分量Rg1是

式中Ls是定子叠厚,μ0是空气的相对磁导率;气隙磁阻分量Rg2是式中Cs是定子槽宽,Lp是定子齿长;气隙磁阻分量Rg3分为3a、3b、3c和3d四部分,3a部分的气隙磁阻分量Rg3a是

式中Lst是动子齿长,Cm是动子槽宽,δ1是I边气隙长度,BS是定子齿宽,3b、3c和3d部分磁阻分量的平均长度可以近似为以AB为半径、π/3为弧度的弧,3b部分的气隙磁阻分量Rg3b是式中Lm是动子叠厚;3c部分的气隙磁阻分量Rg3c是

3d部分的气隙磁阻分量Rg3d是

式中Bm是动子齿宽度;根据磁路的基本定律可得气隙磁阻分量Rg3是气隙磁阻分量Rg4分为4a、4b、4c和4d四部分,4a部分的气隙磁阻分量Rg4a是式中δ2是II边气隙长度;4b部分的气隙磁阻分量Rg4b是

4c部分的气隙磁阻分量Rg4c是

4d部分的气隙磁阻分量Rg4d是

根据磁路的基本定律可得气隙磁阻分量Rg4是气隙磁阻分量Rg5是

气隙磁阻分量Rg6是

I边定子齿磁阻分量Rsp1是

式中μsp1是定子齿磁阻分量Rsp1的相对磁导率;I边定子齿磁阻分量Rsp2是式中μsp2是定子齿磁阻分量Rsp2的相对磁导率;I边定子齿磁阻分量Rsp3是式中μsp3是定子齿磁阻分量Rsp3的相对磁导率;I边定子轭磁阻分量Rsy1是式中Hy是定子轭宽度,μsy1是定子轭磁阻分量Rsy1的相对磁导率;I边定子轭磁阻分量Rsy3是

式中μsy3是定子轭磁阻分量Rsy3的相对磁导率;II边定子齿磁阻分量Rsp4是式中μsp4是定子齿磁阻分量Rsp4的相对磁导率;II边定子齿磁阻分量Rsp5是式中μsp5是定子齿磁阻分量Rsp5的相对磁导率;II边定子齿磁阻分量Rsp6是式中μsp6是定子齿磁阻分量Rsp6的相对磁导率;II边定子轭磁阻分量Rsy2是式中μsy2是定子轭磁阻分量Rsy2的相对磁导率;II边定子轭磁阻分量Rsy4是式中μsy4是定子轭磁阻分量Rsy4的相对磁导率;动子齿磁阻分量Rrp1是式中μrp1是动子齿磁阻分量Rrp1的相对磁导率;动子齿磁阻分量Rrp2是式中μrp2是动子齿磁阻分量Rrp2的相对磁导率;动子轭磁阻分量Rry1是式中μry1是动子轭磁阻分量Rry1的相对磁导率;动子轭磁阻分量Rry2是式中μry2是动子轭磁阻分量Rry2的相对磁导率;动子轭磁阻分量Rry3是式中μry3是动子轭磁阻分量Rry3的相对磁导率,Tm为动子齿距;电机定子绕组上匝链I边磁阻分量Rsp1产生的磁动势分量F1是式中N是每相定子绕组匝数,I是励磁电流;电机I边定子绕组上匝链I边磁阻分量Rsp2产生的磁动势分量F2是

电机定子绕组上匝链I边磁阻分量Rsp3产生的磁动势分量F3是电机定子绕组上匝链II边磁阻分量Rsp4产生的磁动势分量F4是电机定子绕组上匝链II边磁阻分量Rsp5产生的磁动势分量F5是电机定子绕组上匝链II边磁阻分量Rsp6产生的磁动势分量F6是由上述动子位置xu处的各磁阻分量和磁动势分量的计算公式,可得到电机在动子位置xu处气隙不对称下的磁路模型。

3.根据权利要求1所述的建模方法,其特征在于,所述动子位置x0处,气隙磁阻分量Rg3分为3a、3b、3c和3d四部分,气隙磁阻分量Rg4分为4a、4b、4c和4d四部分,Rg1、Rg3a、Rg3d、Rg3、Rg4a、Rg4d、Rg4、Rg6、Rsp1、Rsp6、Rsy1、Rsy2、Rsy3、Rsy4、Rrp1、Rrp2、Rry1、Rry2和Rry3计算公式与权利要求

2所述的动子位置xu处的计算公式相同;气隙磁阻分量Rg2是气隙磁阻分量Rg3b是

气隙磁阻分量Rg3c是

气隙磁阻分量Rg4b是

气隙磁阻分量Rg4c是

气隙磁阻分量Rg5是

I边定子齿磁阻分量Rsp2是

I边定子齿磁阻分量Rsp3是

II边定子齿磁阻分量Rsp4是

II边定子齿磁阻分量Rsp5是

在动子位置x0处,电机定子绕组上匝链I边定子齿磁阻分量Rsp1产生的磁动势分量F1和电机定子绕组上匝链II边定子齿磁阻分量Rsp6产生的磁动势分量F6的计算公式与权利要求

2所述的动子位置xu处的计算公式相同;电机定子绕组上匝链I边磁阻分量Rsp2产生的磁动势分量F2是

电机定子绕组上匝链I边磁阻分量Rsp3产生的磁动势分量F3是电机定子绕组上匝链II边磁阻分量Rsp4产生的磁动势分量F4是电机定子绕组上匝链II边磁阻分量Rsp5产生的磁动势分量F5是由上述动子位置x0处的各磁阻分量和磁动势分量的计算公式,可得到电机在动子位置x0处气隙不对称下的磁路模型。

4.根据权利要求1所述的建模方法,其特征在于,所述动子位置x1/2处,气隙磁阻分量Rg1和气隙磁阻分量Rg6计算公式与权利要求3所述的动子位置x0处的计算公式相同,气隙磁阻分量Rg2为

气隙磁阻分量Rg3分为3a、3b、3c、3d和3e五部分,3a部分的气隙磁阻分量Rg3a是

3b部分的气隙磁阻分量Rg3b是

3c部分的气隙磁阻分量Rg3c是

3d部分的气隙磁阻分量Rg3d是

3e部分的气隙磁阻分量Rg3e是

根据磁路的基本定律可得气隙磁阻分量Rg3是气隙磁阻分量Rg4分为4a、4b、4c、4d和4e五部分,4a部分的气隙磁阻分量Rg4a是

4b部分的气隙磁阻分量Rg4b是

4c部分的气隙磁阻分量Rg4c是

4d部分的气隙磁阻分量Rg4d是

4e部分的气隙磁阻分量Rg4e是

根据磁路的基本定律可得气隙磁阻分量Rg4是气隙磁阻分量Rg5是

在动子位置x1/2处,定子齿磁阻分量Rsp1、Rsp6的计算公式与权利要求2所述的动子位置xu处的计算公式相同,并且也采用阶梯定子齿等效局部饱和,定子轭部磁阻分量Rsy1、Rsy2、Rsy3和Rsy4、动子齿磁阻分量Rrp1和Rrp2、动子轭部磁阻分量Rry1、Rry2和Rry3的计算公式与权利要求

2所述的动子位置xu处的计算公式相同;I边定子齿磁阻分量Rsp2是I边定子齿磁阻分量Rsp3是

II边定子齿磁阻分量Rsp4是

II边定子齿磁阻分量Rsp5是

在动子位置x1/2处,电机定子绕组上匝链I边定子齿磁阻分量Rsp1产生的磁动势分量F1、匝链I边磁阻分量Rsp2产生的磁动势分量F2、匝链I边磁阻分量Rsp3产生的磁动势分量F3和匝链II边定子齿磁阻分量Rsp6产生的磁动势分量F6的计算公式与权利要求3所述的动子位置x0处的计算公式相同;电机定子绕组上匝链II边磁阻分量Rsp4产生的磁动势分量F4是电机定子绕组上匝链II边磁阻分量Rsp5产生的磁动势分量F5是由上述动子位置x1/2处的各磁阻分量和磁动势分量的计算公式,可得到电机在动子位置x1/2处气隙不对称下的磁路模型。

5.根据权利要求1所述的建模方法,其特征在于,所述动子位置xa处,气隙磁阻分量Rg1和Rg6的计算公式与权利要求2所述的动子位置xu处的计算公式相同,气隙磁阻分量Rg2是气隙磁阻分量Rg3是

气隙磁阻分量Rg4是

气隙磁阻分量Rg5是

I边定子齿磁阻分量Rsp1和Rsp2、II边定子齿磁阻分量Rsp5和Rsp6、定子轭部磁阻分量Rsy1、Rsy2、Rsy3和Rsy4、动子齿磁阻分量Rrp1和Rrp2、动子轭磁阻分量Rry1、Rry2和Rry3的计算公式与权利要求4所述的动子位置x1/2处的计算公式相同;I边定子齿磁阻分量Rsp3是II边定子齿磁阻分量Rsp4是

在动子齿中心线与定子齿中心线对齐的动子位置xa处,电机定子绕组上匝链I边定子齿磁阻分量Rsp1产生的磁动势分量F1、匝链I边磁阻分量Rsp2产生的磁动势分量F2、匝链I边磁阻分量Rsp3产生的磁动势分量F3、匝链II边定子齿磁阻分量Rsp4产生的磁动势分量F4、匝链II边定子齿磁阻分量Rsp5产生的磁动势分量F5、匝链II边定子齿磁阻分量Rsp6产生的磁动势分量F6的计算公式与权利要求4所述的动子位置x1/2处的计算公式相同;由上述动子位置xa处的各磁阻分量和磁动势分量的计算公式,可得到电机在动子位置xa处气隙不对称下的磁路模型。