[发明专利]一种单相圆筒型开关磁阻直线电机二维磁路建模方法

摘要

本发明公开一种单相圆筒型开关磁阻直线电机二维磁路建模方法，由圆筒型开关磁阻直线电机的动子槽中心线与定子齿中心线对齐的动子位置x_u、动子齿与定子齿重叠四分之一定子齿宽的动子位置w₄/4、动子齿与定子齿重叠二分之一定子齿宽的动子位置w₄/2、动子齿与定子齿重叠四分之三定子齿宽的动子位置3w₄/4、动子齿中心线与定子齿中心线对齐的动子位置x_a的五种磁路中各磁阻分量的全部计算公式组合构成单相圆筒型开关磁阻直线电机的磁路模型，无需采用电机电磁场有限元法计算电机的磁特性，计算快，能实现单相圆筒开关磁阻直线电机系统快速设计、实时仿真与实时控制，具有良好的工程应用价值。

主权项

1.一种圆筒型开关磁阻直线电机二维磁路建模方法，圆筒型开关磁阻直线电机磁路经过定子齿、气隙、动子齿、动子轭部、动子齿、气隙、定子齿、定子轭部闭合，有五个动子位置的五种磁路，其特征在于：(a)五个动子位置是：动子槽中心线与定子齿中心线对齐的动子位置x_u、动子齿与定子齿重叠四分之一定子齿宽的动子位置w₄/4、动子齿与定子齿重叠二分之一定子齿宽的动子位置w₄/2、动子齿与定子齿重叠四分之三定子齿宽的动子位置3w₄/4、动子齿中心线与定子齿中心线对齐的动子位置x_a；(b)在动子位置x_u处，气隙磁阻分量R_g1是式中h₂、h₃和h₄分别为定子槽深、动子轭厚和动子齿长，d₂和w₂分别为动子轴径和定子齿宽度，μ₀是空气的相对磁导率；气隙磁阻分量R_g2是式中g为气隙长度，d₁和w₄分别为动子外径和动子齿宽；气隙磁阻分量R_g3是根据磁路的基本定律可得气隙磁阻分量R_g是定子齿磁阻分量R_sp是式中μ_sp是定子齿磁阻分量R_sp的相对磁导率，D₂为定子内径；定子轭磁阻分量R_sy是式中w₁、h₁和D₁分别为是定子槽宽度、定子轭部厚度和定子外径，μ_sy是定子轭磁阻分量R_sy的相对磁导率；动子齿磁阻分量R_rp是式中μ_rp是动子齿磁阻分量R_rp的相对磁导率；动子轭磁阻分量R_ry是式中μ_ry是动子轭磁阻分量R_ry的相对磁导率；电机定子绕组上匝链的磁动势分量F是F＝N_ph·I                                  (9)此时电机上主磁通是(c)在动子齿与定子齿重叠四分之一定子齿宽的动子位置w₄/4处，气隙磁阻分量R_g1计算是气隙磁阻分量R_g2是气隙磁阻分量R_g3是气隙磁阻分量R_g的计算公式与动子位置x_u处相同；定子齿磁阻分量R_sp、定子轭磁阻分量R_sy、动子齿磁阻分量R_rp、动子轭磁阻分量R_ry、电机定子绕组上匝链的磁动势分量F、电机上主磁通计算公式与动子位置x_u处相同；(d)在动子齿与定子齿重叠二分之一定子齿宽的动子位置w₄/2处，气隙磁阻分量R_g1计算是气隙磁阻分量R_g2是气隙磁阻分量R_g3是气隙磁阻分量R_g的计算公式与动子位置x_u处相同；定子齿磁阻分量R_sp、定子轭磁阻分量R_sy、动子齿磁阻分量R_rp、动子轭磁阻分量R_ry、电机定子绕组上匝链的磁动势分量F、电机上主磁通计算公式与动子位置x_u处相同；(e)在动子齿与定子齿重叠四分之三定子齿宽的动子位置3w₄/4处，气隙磁阻分量R_g1计算是气隙磁阻分量R_g2是气隙磁阻分量R_g3是气隙磁阻分量R_g的计算公式与动子位置x_u处相同；定子齿磁阻分量R_sp、定子轭磁阻分量R_sy、动子齿磁阻分量R_rp、动子轭磁阻分量R_ry、电机定子绕组上匝链的磁动势分量F、电机上主磁通计算公式与动子位置x_u处相同；(f)在动子齿中心线与定子齿中心线对齐的动子位置x_a处，气隙磁阻分量R_g计算是定子齿磁阻分量R_sp、定子轭磁阻分量R_sy、动子齿磁阻分量R_rp、动子轭磁阻分量R_ry、电机定子绕组上匝链的磁动势分量F、电机上主磁通计算公式与动子位置x_u处相同；由上述五个动子位置的五种磁路中各磁阻分量的全部计算公式组合构成圆筒型开关磁阻直线电机的二维磁路模型。