CN115169169B - 串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的磁极等效计算方法及系统 - Google Patents

串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的磁极等效计算方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种串‑并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的磁极等效计算方法及系统，属于永磁同步电机技术领域，用于解决串‑并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的磁极结构复杂、电磁分析困难的问题，其中，该方法包括：根据磁路等效原理，建立串‑并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的空载等效磁路模型；分析空载等效磁路模型研究磁极等效原理，推导等效后永磁体磁性能参数与等效前永磁体磁性能参数及结构参数之间的函数关系；通过有限元分析方法得到等效前后电机的电磁性能，并将两者对比验证等效方法的有效性。

Description

串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的磁极等 效计算方法及系统
技术领域
本发明涉及永磁同步电机技术领域，特别涉及一种串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的磁极等效计算方法及系统。
背景技术
近些年来世界范围内的能源短缺愈演愈烈引起了各国政府对能源安全问题的广泛关注。我国于2017年成为世界第一大石油进口国，石油对外依赖度高已经严重影响了我国的能源安全。传统汽车消耗掉了大量不可再生的化石燃料，同时其排出的汽车尾气也严重污染环境，是导致我国一些城市PM2.5超标的主要原因之一。相比于传统汽车，电动汽车具有节能环保等优点，因此我国在近些年大力提倡使用和普及电动汽车。电机是电动汽车驱动系统的核心部件，电机性能也一直是影响电动汽车能否普及的关键因素之一。电动汽车用电机在效率、功率密度、功率因数等方面有较高要求，永磁同步电机能够满足上述性能要求因此被广泛应用在电动汽车领域。
多层磁障式组合磁极型永磁同步电机使用了多层的磁障结构和组合的磁极形式：多层的磁障结构可以充分利用磁阻转矩，降低磁极材料用量，进而降低电机成本；组合的磁极形式可以充分发挥出不同磁极材料在性能、价格等方面的优势，进一步地提高电机的竞争力。综上所述，多层磁障式组合磁极型永磁同步电机可以进一步地提高传统永磁同步电机的性能，使其可以作为一款高性能电机应用在电动汽车及其他相关的电驱动领域。
但组合的磁极形式也导致了多层磁障式组合磁极型永磁同步电机磁极结构复杂、电磁分析困难，这对于该类电机的设计、理论分析及应用普及产生了极大的限制，将一层磁障内的多种磁极材料等效为一种磁极材料可显著降低该类电机的结构复杂度和理论分析难度。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的磁极等效计算方法，该方法解决了串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机磁极结构复杂、电磁分析困难的问题，即等效后的电机结构更易于理论分析和电磁计算。
本发明的第二个目的在于提出一种串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的磁极等效计算系统。
本发明的第三个目的在于提出一种计算机设备。
本发明的第四个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的磁极等效计算方法，包括以下步骤：步骤S1，根据磁路等效原理，建立串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的空载等效磁路模型；步骤S2，分析所述空载等效磁路模型研究磁极等效原理，推导等效后永磁体磁性能参数与等效前永磁体磁性能参数及结构参数之间的函数关系；步骤S3，通过有限元分析方法得到等效前后电机的电磁性能，并将两者对比验证等效方法的有效性。
本发明实施例的串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的磁极等效计算方法，可将串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机一层磁障内的三种磁极材料等效为一种磁极材料，降低了该类电机的理论分析难度和磁极结构复杂度，且可推广至一层磁障内有四种及四种以上串-并联磁极的组合磁极结构电机。
另外，根据本发明上述实施例的串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的磁极等效计算方法还可以具有以下附加的技术特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述空载等效磁路模型中，永磁体的磁动势和磁阻分别为FPMi和RPMi，磁障磁阻为RBai，各段气隙的磁阻为Rgi，忽略定转子铁心的磁阻。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述步骤S2中需保持等效前后电机的磁极结构参数不变，等效前后电机的电磁性能不变。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述等效后永磁体磁性能参数与等效前永磁体磁性能参数及结构参数之间的函数关系为：
其中，Br1和μr1分别为等效前磁极6的剩磁和磁导率；Br2和μr2分别为等效前磁极4的剩磁和磁导率；Br3和μr3分别为等效前磁极5的剩磁和磁导率；bPM1和hPM1分别为等效前磁极6的宽度和厚度；bPM2和hPM2分别为等效前磁极4的宽度和厚度；bPM3和hPM3分别为等效前磁极5的宽度和厚度；Br4和μr4分别为等效后磁极12、磁极13、磁极14、磁极15、磁极16的剩磁和相对磁导率。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的磁极等效计算系统，包括：构建模块，用于根据磁路等效原理，建立串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的空载等效磁路模型；分析推导模块，用于分析所述空载等效磁路模型研究磁极等效原理，推导等效后永磁体磁性能参数与等效前永磁体磁性能参数及结构参数之间的函数关系；对比验证模块，用于通过有限元分析方法得到等效前后电机的电磁性能，并将两者对比验证等效方法的有效性。
本发明实施例的串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的磁极等效计算系统，可将串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机一层磁障内的三种磁极材料等效为一种磁极材料，降低了该类电机的理论分析难度和磁极结构复杂度，且可推广至一层磁障内有四种及四种以上串-并联磁极的组合磁极结构电机。
另外，根据本发明上述实施例的串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的磁极等效计算系统还可以具有以下附加的技术特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述空载等效磁路模型中，永磁体的磁动势和磁阻分别FPMi和RPMi，磁障磁阻为RBai，各段气隙的磁阻为Rgi，忽略定转子铁心的磁阻。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述分析推导模块中需保持等效前后电机的磁极结构参数不变，等效前后电机的电磁性能不变。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述等效后永磁体磁性能参数与等效前永磁体磁性能参数及结构参数之间的函数关系为：
其中，Br1和μr1分别为等效前磁极6的剩磁和磁导率；Br2和μr2分别为等效前磁极4的剩磁和磁导率；Br3和μr3分别为等效前磁极5的剩磁和磁导率；bPM1和hPM1分别为等效前磁极6的宽度和厚度；bPM2和hPM2分别为等效前磁极4的宽度和厚度；bPM3和hPM3分别为等效前磁极5的宽度和厚度；Br4和μr4分别为等效后磁极12、磁极13、磁极14、磁极15、磁极16的剩磁和相对磁导率。
为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述方法的步骤。
为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述的方法的步骤。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明一个实施例的串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的磁极等效计算方法的流程图；
图2是本发明一个实施例的串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机结构图；
图3是本发明一个实施例的磁极结构参数示意图；
图4是本发明一个实施例的串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机空载磁路模型图；
图5是本发明一个实施例的等效后串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机结构示意图；
图6是本发明一个实施例的等效后磁极结构示意图；
图7是本发明一个实施例的等效后串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机空载磁路模型图；
图8是本发明一个实施例的等效前后电机空载反电动势波形对比示意图；
图9是本发明一个实施例的等效前后电机空载反电动势谐波对比示意图；
图10是本发明一个实施例的串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的磁极等效计算系统的结构示意图。
附图标记说明：
1-定子铁心、2-电枢绕组、3-气隙、4，5，6，7，8-等效前磁极、9-磁障、10-转子铁心、11-轴、12，13，14，15，16-等效后磁极。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的磁极等效计算方法及系统。
图1是本发明一个实施例的串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的磁极等效计算方法的流程图。
如图1所示，该串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的磁极等效计算方法包括以下步骤：
在步骤S1中，根据磁路等效原理，建立串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的空载等效磁路模型。
进一步地，在本发明的一个实施例中，空载等效磁路模型中，永磁体的磁动势和磁阻分别为FPMi和RPMi，磁障磁阻为RBai，各段气隙的磁阻为Rgi，忽略定转子铁心的磁阻。
需要说明的是，如图2和3所示，串-并联磁极即为一层磁障内的磁极沿着充磁方向既有上下放置的也有左右放置，图3中磁极4和磁极7使用相同的永磁材料，其结构参数也相同；磁极5和磁极8使用相同的永磁材料，其结构参数也相同。
具体地，硅钢片的磁导率较大，因此可忽略定转子铁心的磁阻。由于磁路的对称性，本发明只建立了电机半极下的空载磁路模型，如图4所示。图4中，RBai为磁障磁阻；Rgi为各段气隙的磁阻；FPM1和RPM1为磁极6的等效磁动势和磁阻；FPM2和RPM2为磁极4的等效磁动势和磁阻；FPM3和RPM3为磁极5的等效磁动势和磁阻。FPM1、RPM1、FPM2、RPM2、FPM3、RPM3可表达为：
式中：Br1和μr1分别为磁极6的剩磁和相对磁导率；Br2和μr2分别为磁极4的剩磁和相对磁导率；Br3和μr3分别为磁极5的剩磁和相对磁导率；hPM1和bPM1分别为磁极6的厚度和宽度；hPM2和bPM2分别为磁极4的厚度和宽度；hPM3和bPM3分别为磁极5的厚度和宽度；L为电机轴向长度。
在步骤S2中，分析空载等效磁路模型研究磁极等效原理，推导等效后永磁体磁性能参数与等效前永磁体磁性能参数及结构参数之间的函数关系。
进一步地，在本发明的一个实施例中，步骤S2中需保持等效前后电机的磁极结构参数不变，等效前后电机的电磁性能不变。
具体地，为最大限度地保持等效前后电机的电磁性能不变，同时降低等效后电机的理论分析难度和磁极结构复杂度，本发明实施例保持等效前后磁极的结构参数不变，而通过改变磁极剩磁和相对磁导率的方法将等效前的三种磁极材料等效为一种磁极材料。图5-图7分别给出了等效后串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机结构图、等效后磁极结构图、等效后电机空载磁路模型图。图5和图6中，磁极12、磁极13、磁极14、磁极15、磁极16为相同的磁极材料。磁极12和磁极4、磁极13和磁极5、磁极14和磁极6的结构参数分别相同。图7中：FPM4和RPM4为磁极14的等效磁动势和磁阻；FPM5和RPM5为磁极12的等效磁动势和磁阻；FPM6和RPM6为磁极13的等效磁动势和磁阻。FPM4、RPM4、FPM5、RPM5、FPM6、RPM6可表达为：
其中，Br4和μr4分别为等效后磁极12、磁极13、磁极14、磁极15、磁极16的剩磁和相对磁导率。
对比图4和图7可知，为保持等效前后电机的电磁性能不变，应使得：
具体地，根据上述公式可以得到等效后磁极12、磁极13、磁极14、磁极15、磁极16的剩磁Br4和相对磁导率μr4：
其中，Br1和μr1分别为等效前磁极6的剩磁和磁导率；Br2和μr2分别为等效前磁极4的剩磁和磁导率；Br3和μr3分别为等效前磁极5的剩磁和磁导率；bPM1和hPM1分别为等效前磁极6的宽度和厚度；bPM2和hPM2分别为等效前磁极4的宽度和厚度；bPM3和hPM3分别为等效前磁极5的宽度和厚度；Br4和μr4分别为等效后磁极12、磁极13、磁极14、磁极15、磁极16的剩磁和相对磁导率。
在步骤S3中，通过有限元分析方法得到等效前后电机的电磁性能，并将两者对比验证等效方法的有效性。
具体地，以等效前后电机的空载反电动势为例验证本等效方法的准确度。图8和图9分别给出了等效前后电机的空载反电动势波形和空载反电动势谐波成分。由图8和图9可知，等效前后电机的空载反电动势波形和空载反电动势谐波成分相差较小，其中空载反电动势基波幅值仅相差1.3％，这说明本等效方法具有较高的准确度。
根据本发明实施例提出的串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的磁极等效计算方法，可将串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机一层磁障内的三种磁极材料等效为一种磁极材料，解决了串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机磁极结构复杂、电磁分析困难的问题，即降低了该类电机的理论分析难度和磁极结构复杂度，且可推广至一层磁障内有四种及四种以上串-并联磁极的组合磁极结构电机。
其次参照附图描述根据本发明实施例提出的串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的磁极等效计算系统。
图10是本发明一个实施例的串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的磁极等效计算系统的结构示意图。
如图10所示，该系统100包括：构建模块101、分析推导模块102和对比验证模块103。
其中，构建模块101用于根据磁路等效原理，建立串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的空载等效磁路模型。分析推导模块102用于分析空载等效磁路模型研究磁极等效原理，推导等效后永磁体磁性能参数与等效前永磁体磁性能参数及结构参数之间的函数关系。对比验证模块103用于通过有限元分析方法得到等效前后电机的电磁性能，并将两者对比验证等效方法的有效性。
进一步地，在本发明的一个实施例中，空载等效磁路模中，永磁体的磁动势和磁阻分别为FPMi和RPMi，磁障磁阻为RBai，各段气隙的磁阻为Rgi，忽略定转子铁心的磁阻。
进一步地，在本发明的一个实施例中，分析推导模块中需保持等效前后电机的磁极结构参数不变，等效前后电机的电磁性能不变。
进一步地，在本发明的一个实施例中，等效后永磁体磁性能参数与等效前永磁体磁性能参数及结构参数之间的函数关系为：
其中，Br1和μr1分别为等效前磁极6的剩磁和磁导率；Br2和μr2分别为等效前磁极4的剩磁和磁导率；Br3和μr3分别为等效前磁极5的剩磁和磁导率；bPM1和hPM1分别为等效前磁极6的宽度和厚度；bPM2和hPM2分别为等效前磁极4的宽度和厚度；bPM3和hPM3分别为等效前磁极5的宽度和厚度；Br4和μr4分别为等效后磁极12、磁极13、磁极14、磁极15、磁极16的剩磁和相对磁导率。
根据本发明实施例提出的串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的磁极等效计算系统，可将串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机一层磁障内的三种磁极材料等效为一种磁极材料，解决了串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机磁极结构复杂、电磁分析困难的问题，即降低了该类电机的理论分析难度和磁极结构复杂度，且可推广至一层磁障内有四种及四种以上串-并联磁极的组合磁极结构电机。
为了实现上述实施例，本发明还提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现如前述实施例的串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的磁极等效计算方法。
为了实现上述实施例，本发明还提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如前述实施例的串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的磁极等效计算方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“N个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或N个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，N个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的磁极等效计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，根据磁路等效原理，建立串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的空载等效磁路模型；
步骤S2，分析所述空载等效磁路模型研究磁极等效原理，推导等效后永磁体磁性能参数与等效前永磁体磁性能参数及结构参数之间的函数关系；
所述等效后永磁体磁性能参数与等效前永磁体磁性能参数及结构参数之间的函数关系具体为：
其中，Br1和μr1分别为等效前磁极6的剩磁和磁导率；Br2和μr2分别为等效前磁极4的剩磁和磁导率；Br3和μr3分别为等效前磁极5的剩磁和磁导率；bPM1和hPM1分别为等效前磁极6的宽度和厚度；bPM2和hPM2分别为等效前磁极4的宽度和厚度；bPM3和hPM3分别为等效前磁极5的宽度和厚度；Br4和μr4分别为等效后磁极12、磁极13、磁极14、磁极15、磁极16的剩磁和相对磁导率；
步骤S3，通过有限元分析方法得到等效前后电机的电磁性能，并将两者对比验证等效方法的有效性。
2.根据权利要求1所述的串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的磁极等效计算方法，其特征在于，所述空载等效磁路模型中，永磁体的磁动势和磁阻分别为FPMi和RPMi，磁障磁阻为RBai，各段气隙的磁阻为Rgi，忽略定转子铁心的磁阻。
3.根据权利要求1所述的串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的磁极等效计算方法，其特征在于，所述步骤S2中需保持等效前后电机的磁极结构参数不变，等效前后电机的电磁性能不变。
4.一种串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的磁极等效计算系统，其特征在于，包括：
构建模块，用于根据磁路等效原理，建立串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的空载等效磁路模型；
分析推导模块，用于分析所述空载等效磁路模型研究磁极等效原理，推导等效后永磁体磁性能参数与等效前永磁体磁性能参数及结构参数之间的函数关系；
所述等效后永磁体磁性能参数与等效前永磁体磁性能参数及结构参数之间的函数关系具体为：
其中，Br1和μr1分别为等效前磁极6的剩磁和磁导率；Br2和μr2分别为等效前磁极4的剩磁和磁导率；Br3和μr3分别为等效前磁极5的剩磁和磁导率；bPM1和hPM1分别为等效前磁极6的宽度和厚度；bPM2和hPM2分别为等效前磁极4的宽度和厚度；bPM3和hPM3分别为等效前磁极5的宽度和厚度；Br4和μr4分别为等效后磁极12、磁极13、磁极14、磁极15、磁极16的剩磁和相对磁导率；
对比验证模块，用于通过有限元分析方法得到等效前后电机的电磁性能，并将两者对比验证等效方法的有效性。
5.根据权利要求4所述的串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的磁极等效计算系统，其特征在于，所述空载等效磁路模型中，永磁体的磁动势和磁阻分别为FPMi和RPMi，磁障磁阻为RBai，各段气隙的磁阻为Rgi，忽略定转子铁心的磁阻。
6.根据权利要求4所述的串-并联磁极多层磁障式组合磁极型永磁同步电机的磁极等效计算系统，其特征在于，所述分析推导模块中需保持等效前后电机的磁极结构参数不变，等效前后电机的电磁性能不变。
7.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-3中任一项所述方法的步骤。
8.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-3中任一项所述的方法的步骤。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105449968A (zh) * 2015-12-21 2016-03-30 哈尔滨工业大学 组合磁极式表贴永磁同步电机
CN108090276A (zh) * 2017-12-14 2018-05-29 郑州轻工业学院 一种永磁同步电机失磁故障等效磁路模型建立方法
CN110929448A (zh) * 2019-12-25 2020-03-27 哈尔滨工业大学 一种永磁同步电机空载电流一致性仿真分析方法
CN111709167A (zh) * 2020-05-27 2020-09-25 江苏大学 一种永磁电机多目标优化的参数化等效磁网络建模方法
CN113094911A (zh) * 2021-04-16 2021-07-09 江苏大学 一种磁场调制永磁容错电机高功率因数设计方法
CN113890291A (zh) * 2021-09-28 2022-01-04 华中科技大学 设计磁障内永磁体长度的方法、系统、终端及存储介质

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018006657A1 (de) * 2018-08-17 2020-02-20 Kostal Drives Technology Gmbh Verfahren und vorrichtung zur regelung eines synchronmotors ohne lagegeber mittels eindeutiger zuordunung der admittanz oder induktivität zur rotorlage

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105449968A (zh) * 2015-12-21 2016-03-30 哈尔滨工业大学 组合磁极式表贴永磁同步电机
CN108090276A (zh) * 2017-12-14 2018-05-29 郑州轻工业学院 一种永磁同步电机失磁故障等效磁路模型建立方法
CN110929448A (zh) * 2019-12-25 2020-03-27 哈尔滨工业大学 一种永磁同步电机空载电流一致性仿真分析方法
CN111709167A (zh) * 2020-05-27 2020-09-25 江苏大学 一种永磁电机多目标优化的参数化等效磁网络建模方法
CN113094911A (zh) * 2021-04-16 2021-07-09 江苏大学 一种磁场调制永磁容错电机高功率因数设计方法
CN113890291A (zh) * 2021-09-28 2022-01-04 华中科技大学 设计磁障内永磁体长度的方法、系统、终端及存储介质

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Comparison of Hybrid PM assisted Synchronous Reluctance Motors;V. Gowtham .etal;IEEE;20210618;全文 *
基于定子永磁拓扑的混合式步进电机二维等效模型构建方法;刘剑 等;微电机;20200430(第04期);全文 *

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