[发明专利]永磁同步电机加减速工况电磁力计算方法、系统及存储介质

说明书

本发明公开了一种永磁同步电机加减速工况电磁力计算方法、系统及存储介质，方法包括：S1、建立电机瞬态电磁场仿真分析有限元模型；S2、选取恒转矩区和恒功率区内的稳定转速点并进行电磁力仿真；S3、对电磁力仿真得到的少数几个稳定转速点的电磁力进行定子齿面区域积分运算，得到相应稳定转速点下每个定子齿面上的径向和切向电磁力合力；S4、电磁力时间变换和插值计算，从而得到整个恒转矩区内每个转速点的电磁力和恒功率区内每个稳定转速点的电磁力；S5、综合恒转矩区和恒功率区内的电磁力结果，得到电机在加减速工况全转速段内每个转速点的电磁力。与现有技术相比，本发明可以快速准确计算电机加减速工况每个转速点电磁力。

技术领域

本发明涉及永磁电机的技术领域，具体涉及一种永磁同步电机加减速工况电磁力计算方法、系统及存储介质。

背景技术

大力发展新能源汽车目前已成为汽车行业的大趋势，而纯电动汽车是目前新能源汽车发展的主流方向，随着纯电动汽车技术的发展，纯电动汽车的噪声问题也越来越引起人们的关注。与传统内燃机汽车不同，纯电动汽车的噪声主要来自驱动电机，其噪声总值虽然不大，但频率较高，容易引起驾驶员和乘客的烦恼，如何在满足动力性、经济性、轻量化和低成本等要求的同时降低电机噪声已成为新能源汽车制造商普遍关心和亟待解决的问题。电机噪声主要由电磁力激励下的电机自身结构振动产生，因此对电机电磁力进行快速准确计算是预测电机电磁噪声的关键。

目前关于电机电磁力的计算方法主要有解析法、半解析法和有限元法三种。其中解析法在早期计算机和商用软件不成熟的时候研究比较多，方法比较成熟，电磁力的解析计算主要基于电磁场理论，例如磁势磁导法，根据磁动势和气隙磁导计算气隙磁场，然后再根据气隙磁场计算电磁力。有限元法则是利用商用软件对电磁力进行计算，通过导入模型、划分网格和设置材料及边界条件，最终求解得到电磁力。

解析法虽然能够对电机加减速工况电磁力进行快速计算，但该方法在计算的各个环节引入了大量的假设，忽略了漏磁和磁路饱和等因素的影，所以其计算精度较低，不适合电磁力的精确计算，尤其对于目前纯电动汽车常用的内置式永磁同步电机，其磁路比较复杂，解析法难于准确计算其电磁力。有限元法是利用商用软件对电磁力进行计算，可以考虑漏磁和磁路饱和等因素的影响，所以计算精度高，但有限元法只能对稳定转速点进行计算，如果需要得到加减速过程中的电磁力，则需要对每一个转速点进行单独计算，例如计算电机转速从0到10000r/min这一过程中的电磁力，如果转速间隔为100r/min，则需要重复计算100次，工作量大，计算耗时长、效率低。半解析法是针对纯解析法计算精度不高的问题，将解析法和有限元法结合起来，借助有限元计算来考虑磁路饱和等因素的影响，半解析法的计算精度和计算效率介于解析法和有限元法之间。

发明内容

本发明主要针对电磁力解析法和半解析法计算精度低以及半解析法和有限元法计算效率低的问题，提供一种永磁同步电机加减速工况电磁力计算方法、系统及存储介质，可以快速准确计算电机加减速工况每个转速点电磁力的方法，实现对电机电磁力的快速计算。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一方面提供了一种永磁同步电机加减速工况电磁力计算方法，用于快速准确计算加减速工况全转速段每个转速点电机受到的电磁力，包括下述步骤：

S1、根据给定的电机几何模型和给定参数，在电磁软件中建立电机瞬态电磁场仿真分析有限元模型；

S2、选取恒转矩区和恒功率区内的稳定转速点，并对选取的稳定转速点工况进行电磁力仿真；

S3、对电磁力仿真得到的少数几个稳定转速点的电磁力进行定子齿面区域积分运算，得到相应稳定转速点下每个定子齿面上的径向和切向电磁力合力；