[发明专利]一种磁浮交通直线同步电机悬浮力模型建立方法

权利要求书

1.一种磁浮交通直线同步电机悬浮力模型建立方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)根据直线同步电机励磁电流、气隙高度以及定子电流工作区间，划分电机工作状态；

(2)建立直线同步电机有限元模型，对电机每个工作状态进行时步有限元仿真，获得电机在不同工作状态、不同次级位置处的悬浮力数据；

(3)对悬浮力数据进行傅里叶分解，并进行非线性拟合得到悬浮力解析模型。

2.根据权利要求1所述的一种磁浮交通直线同步电机悬浮力模型建立方法，其特征在于，步骤(1)具体为：

分别确定直线同步电机运行中励磁电流I_f，气隙高度z以及定子电流I_s的最大变化范围，分别等分为N₁、N₂、N₃个点，进行排列组合形成N₁·N₂·N₃个工作状态，N₁·N₂·N₃个工作状态组成工作状态空间O(I_f,z,I_s)。

3.根据权利要求2所述的一种磁浮交通直线同步电机悬浮力模型建立方法，其特征在于，步骤(2)具体为：

建立直线同步电机有限元模型，对划分的每个电机工作状态进行电磁场仿真，求解动子收到的悬浮力，得到电机不同工作状态，动子一对极距运动范围内的悬浮力，记为F_z(I_f,z,I_s,x)，其中(I_f,z,I_s)表示电机工作状态，x表示动子位置。

4.根据权利要求3所述的一种磁浮交通直线同步电机悬浮力模型建立方法，其特征在于，步骤(3)具体包括：

(31)分别对每个工作状态下、动子一对极距运动范围内的悬浮力F_z(I_f,z,I_s,x)数据进行傅里叶变换，得到每个工作状态下的6k次悬浮力谐波的傅立叶系数；

(32)对各工作状态下的傅立叶系数进行非线性拟合，得到悬浮力解析模型中6k次悬浮力谐波傅里叶系数解析式；

(33)基于6k次悬浮力谐波傅里叶系数解析式得到悬浮力解析模型。

5.根据权利要求4所述的一种磁浮交通直线同步电机悬浮力模型建立方法，其特征在于，步骤(31)中傅里叶变换表示为：

其中，k取整数，f_zk(I_f,z,I_s)表示特定工作状态下的6k次悬浮力谐波的傅立叶系数，τ表示电机极距。

6.根据权利要求5所述的一种磁浮交通直线同步电机悬浮力模型建立方法，其特征在于，步骤(32)中非线性拟合得到的6k次悬浮力谐波傅里叶系数解析式表示为f_k(I_f,I_s,z)：

其中，m、n取整数，N表示悬浮力解析模型中电流最高阶次，a_k(mn)、r_k为待定系数。

7.根据权利要求6所述的一种磁浮交通直线同步电机悬浮力模型建立方法，其特征在于，所述的待定系数通过求解下式得到：

8.根据权利要求6所述的一种磁浮交通直线同步电机悬浮力模型建立方法，其特征在于，所述的悬浮力解析模型表示为

其中，k取整数，k₁表示模型计及的最大谐波次数。