[发明专利]一种复合转子高速永磁电机等效磁路模型构建方法

权利要求书

1.一种复合转子高速永磁电机等效磁路模型构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将定子轭部沿各定子齿部的中心线划分为多段，计算划分后的各定子轭部段的磁阻；

S2：每个定子齿部的顶端为齿部顶端，每个定子齿部除顶端外的其余部分为中间齿部，将每个定子齿部中的齿部顶端划分为左部齿顶、中部齿顶和右部齿顶，计算各定子齿部中的中间齿部、左部齿顶、中部齿顶和右部齿顶的磁阻，并计算相邻两个定子齿部的顶端间的漏磁磁阻；

S3：将气隙沿各槽口的中心线划分为多段，对应于每个定子齿部的齿部顶端，将每个气隙段划分为一个左部齿顶对应气隙、一个中部齿顶对应气隙、一个右部齿顶对应气隙和两个槽口对应气隙，计算各左部齿顶对应气隙、各中部齿顶对应气隙、各右部齿顶对应气隙和各槽口对应气隙的磁阻；

S4：将复合磁性材料进行曲面等效，将复合磁性材料沿各槽口的中心线划分为多段，计算各复合磁性材料段的剩磁和磁阻；将烧结永磁体的极间与槽口的中心线对齐，将每块瓦形烧结永磁体沿槽口的中心线划分为多段，复合磁性材料段、烧结永磁体段、定子齿部径向对应，计算各烧结永磁体段的磁通和磁阻；将每个复合磁性材料段与径向对应的烧结永磁体段串联复合，计算串联复合后的磁通和磁阻；

S5：将转轴沿各定子齿部的中心线划分为多段转子轭部，计算各转子轭部的磁阻；

S6：计算步骤S1~S5中各磁阻的磁导，根据计算的各磁导建立复合转子高速永磁电机等效磁路模型。

2.如权利要求1所述的复合转子高速永磁电机等效磁路模型构建方法，其特征在于，步骤S2中，每个定子齿部中，中部齿顶的磁阻为：

(1)

每个定子齿部中，左部齿顶的磁阻R_tl和右部齿顶的磁阻R_tr为：

(2)

(3)

其中，H₁表示槽口高度，H₂表示槽肩高度，μ_r表示硅钢片相对磁导率，μ₀表示真空磁导率，L_shaft表示转轴轴向有效长度，W_tooth表示中间齿部的宽度，W_tr表示右部齿顶的宽度，k₁表示槽肩磁阻修正系数；

相邻两个定子齿部的左部齿顶与右部齿顶间的漏磁磁阻为：

(4)

其中，l_t表示端部漏磁长度，W_open表示槽口宽度。

3.如权利要求2所述的复合转子高速永磁电机等效磁路模型构建方法，其特征在于，步骤S3中，整个气隙的磁阻为：

(5)

每个左部齿顶对应气隙的磁阻R_gl和每个右部齿顶对应气隙的磁阻R_gr为：

(6)

(7)

每个中部齿顶对应气隙的磁阻为：

(8)

(9)

每个槽口对应气隙的磁阻为：

(10)

其中，表示气隙长度，表示每个气隙段的周向长度，表示右部齿顶磁阻系数，表示中部齿顶磁阻系数。

4.如权利要求3所述的复合转子高速永磁电机等效磁路模型构建方法，其特征在于，步骤S4中，每个复合磁性材料段中曲面铺覆的磁粉胶膜的磁阻为：

(11)

每个复合磁性材料段中曲面铺覆的碳纤维的磁阻为：

(12)

其中，μ_ex表示磁粉胶膜相对磁导率，R₁表示每个复合磁性材料段对应曲面的内径，θ表示每个复合磁性材料段对应曲面的圆心角，l_ef表示每个复合磁性材料段对应曲面的轴向长度，H_ex表示磁粉胶膜厚度，H_c表示碳纤维厚度；

每个复合磁性材料段的磁阻为：

(13)

每个复合磁性材料段的剩磁为：

(14)

其中，

(15)

其中，表示复合磁性材料的极弧系数，C_mn表示充磁方式系数，W表示磁粉胶膜的周长，表示极对数，表示每个复合磁性材料段的磁通；B_rex表示磁粉胶膜的剩磁；

每个烧结永磁体段的磁通为：

(16)

其中，B_rm表示烧结永磁体的剩磁，α表示转子的极弧系数，r_shaft表示转轴半径，T_pm表示烧结永磁体的厚度，N_slot表示槽口数量；

串联复合后的磁阻为：

(17)

其中，R_m表示每个烧结永磁体段的磁阻；

串联复合后的磁通为：

(18)。