一种获取伺服电机空载工作点的系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及电机设计领域，尤其涉及一种获取伺服电机空载工作点的系统及方法。一种获取伺服电机空载工作点的系统，包括：退磁计算单元，用以利用伺服电机的永磁体的磁通密度计算永磁体的磁通量，并且利用永磁体的磁场强度计算永磁体的磁动势，根据永磁体的磁通量和永磁体的磁动势构建退磁曲线；空载计算单元，用以利用伺服电机的空载气隙磁密计算伺服电机的空载气隙磁通和伺服电机的空载气隙磁动势，根据伺服电机的空载气隙磁通和伺服电机的空载气隙磁动势构建伺服电机的空载磁化曲线；交点单元，分别与退磁计算单元、空载计算单元连接，用以计算退磁曲线和空载磁化曲线的交点，以获取伺服电机空载工作点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电机设计领域，尤其涉及一种获取伺服电机空载工作点的系统及方法。
技术介绍
传统方法中永磁体的空载工作点计算，是通过设定永磁体的工作点的值，根据空载磁通计算公式得到径向外磁路总磁导标么值，然后根据磁导标么值计算永磁体的空载工作点，与假设值做比较，如误差较大，则重新设定空载工作点的值，依次计算直到误差小于1％。采用上述技术方案需要进行重复计算，浪费设计时间，操作起来较为复杂。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，现提供了一种获取伺服电机空载工作点的系统，能够节省空载工作点计算的时间。具体的技术方案如下：一种获取伺服电机空载工作点的系统，包括：退磁处理单元，用以获取所述伺服电机的永磁体的磁通密度和磁场强度，以根据磁通密度和磁场强度构建退磁曲线，输出一退磁曲线数据；空载处理单元，用以获取所述伺服电机的空载气隙磁密，以根据所述空载气隙磁密构建所述伺服电机的空载磁化曲线，输出一空载磁化数据；交点单元，分别与所述退磁处理单元、所述空载处理单元连接，用以计算所述退磁曲线和所述空载磁化曲线的交点，以获取伺服电机空载工作点。优选的，所述退磁处理单元包括：转换模块，利用所述伺服电机的永磁体的磁通密度根据第一公式输出所述永磁体的磁通量，并且利用所述永磁体的磁场强度根据第二公式输出所述永磁体的磁动势；构建模块，与所述转换模块连接，根据所述永磁体的磁通量和所述永磁体的磁动势构建所述退磁曲线。优选的，所述第一公式为：其中，为所述永磁体的磁通量；α为极弧系数；B为所述永磁体的磁通密度；SM为所述永磁体每极磁通的截面积。优选的，所述第二公式为：FM＝HLM；其中，FM为所述永磁体的磁动势；H为磁场强度；LM为每极磁通的计算长度。优选的，所述空载处理单元包括：空载气隙磁通模块，用以根据所述伺服电机的空载气隙磁密利用第三公式输出所述伺服电机的空载气隙磁通；空载气隙磁动势模块，用以根据所述伺服电机的空载气隙磁密利用第四公式输出所述伺服电机的空载气隙磁动势。优选的，所述第三公式为：其中，为所述伺服电机的空载气隙磁通；Bδ为所述伺服电机的空载气隙磁密；τ为极距；Lef为电枢的计算长度。优选的，所述第四公式为：∑F＝Fδ+Ft+Fj；其中，∑F为所述伺服电机的空载气隙磁动势；Fδ为气隙磁动势；Ft为所述伺服电机定子齿部磁动势；Fj为所述伺服电机定子轭部磁动势。优选的，气隙磁动势Fδ的计算公式为：Fδ＝1.6KδδBδ*104；其中，Kδ为空载气隙系数；δ为气隙长度。优选的，所述伺服电机定子齿部磁动势Ft的计算公式为：Ft＝2Htht；其中，Ht为所述伺服电机定子齿部磁场强度；ht为所述伺服电机定子齿磁路计算长度；和/或所述伺服电机定子齿部磁动势Fj的计算公式为：Fj＝2HjLj；其中，Hj为所述伺服电机定子轭部磁场强度；Lj为所述伺服电机定子轭磁路计算长度。一种获取伺服电机空载工作点的方法，包括：利用所述伺服电机的永磁体的磁通密度计算所述永磁体的磁通量，利用所述永磁体的磁场强度计算所述永磁体的磁动势，并且根据所述永磁体的磁通量和所述永磁体的磁动势构建退磁曲线；利用所述伺服电机的空载气隙磁密计算所述伺服电机的空载气隙磁通和所述伺服电机的空载气隙磁动势，根据所述伺服电机的空载气隙磁通和所述伺服电机的空载气隙磁动势构建所述伺服电机的空载磁化曲线；计算所述退磁曲线和所述空载磁化曲线的交点，以获取伺服电机空载工作点。上述技术方案的有益效果是：上述技术方案通过计算伺服电机的空载磁化曲线，将永磁体材料的退磁曲线进行换算，之后再做两曲线的交点便得到永磁体的空载工作点，计算简单，避免了重复计算，节约伺服电机设计时间。附图说明图1为本专利技术的实施例的励磁曲线图；图2为本专利技术的实施例的空载磁化曲线图；图3为本专利技术为不同气隙磁密的空载特性列表；图4为本专利技术实施例的空载工作点图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，下述技术方案，技术特征之间可以相互组合。下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的说明：本实施例提供了一种获取伺服电机空载工作点的系统，包括：退磁处理单元，用以利用伺服电机的永磁体的磁通密度计算永磁体的磁通量，并且利用永磁体的磁场强度计算永磁体的磁动势，根据永磁体的磁通量和永磁体的磁动势构建退磁曲线；空载处理单元，用以利用伺服电机的空载气隙磁密计算伺服电机的空载气隙磁通和伺服电机的空载气隙磁动势，根据伺服电机的空载气隙磁通和伺服电机的空载气隙磁动势构建伺服电机的空载磁化曲线；交点单元，分别与退磁处理单元、空载处理单元连接，用以计算退磁曲线和空载磁化曲线的交点，以获取伺服电机空载工作点。本专利技术一个较佳的实施例中，退磁处理单元包括：转换模块，利用伺服电机的永磁体的磁通密度根据第一公式计算永磁体的磁通量，并且利用永磁体的磁场强度根据第二公式计算永磁体的磁动势；构建模块，根据永磁体的磁通量和永磁体的磁动势构建退磁曲线。本专利技术一个较佳的实施例中，第一公式为：其中，为永磁体的磁通量；α为极弧系数；B为永磁体的磁通密度；SM为永磁体每极磁通的截面积。本专利技术一个较佳的实施例中，第二公式为：FM＝HLM；其中，FM为永磁体的磁动势；H为磁场强度；LM为每极磁通的计算长度。本专利技术一个较佳的实施例中，空载处理单元包括：空载气隙磁通模块，用以根据伺服电机的空载气隙磁密利用第三公式计算伺服电机的空载气隙磁通；空载气隙磁动势模块，用以根据伺服电机的空载气隙磁密利用第四公式计算伺服电机的空载气隙磁动势。本专利技术一个较佳的实施例中，第三公式为：其中，为伺服电机的空载气隙磁通；Bδ为伺服电机的空载气隙磁密；τ为极距；Lef为电枢的计算长度。本专利技术一个较佳的实施例中，第四公式为：∑F＝Fδ+Ft+Fj；其中，∑F为伺服电机的空载气隙磁动势；Fδ为气隙磁动势；Ft为伺服电机定子齿部磁动势；Fj为伺服电机定子轭部磁动势。本专利技术一个较佳的实施例中，气隙磁动势Fδ的计算公式为：Fδ＝1.6KδδBδ*104；其中，Kδ为空载气隙系数；δ为气隙长度。本专利技术一个较佳的实施例中，伺服电机定子齿部磁动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种获取伺服电机空载工作点的系统，其特征在于，包括：退磁处理单元，用以获取所述伺服电机的永磁体的磁通密度和磁场强度，以根据磁通密度和磁场强度构建退磁曲线，输出一退磁曲线数据；空载处理单元，用以获取所述伺服电机的空载气隙磁密，以根据所述空载气隙磁密构建所述伺服电机的空载磁化曲线，输出一空载磁化数据；交点单元，分别与所述退磁处理单元、所述空载处理单元连接，用以计算所述退磁曲线和所述空载磁化曲线的交点，以获取伺服电机空载工作点。

【技术特征摘要】
1.一种获取伺服电机空载工作点的系统，其特征在于，包括：
退磁处理单元，用以获取所述伺服电机的永磁体的磁通密度和磁
场强度，以根据磁通密度和磁场强度构建退磁曲线，输出一退磁曲线
数据；
空载处理单元，用以获取所述伺服电机的空载气隙磁密，以根据
所述空载气隙磁密构建所述伺服电机的空载磁化曲线，输出一空载磁
化数据；
交点单元，分别与所述退磁处理单元、所述空载处理单元连接，
用以计算所述退磁曲线和所述空载磁化曲线的交点，以获取伺服电机
空载工作点。
2.根据权利要求1所述的获取伺服电机空载工作点的系统，其特
征在于，所述退磁处理单元包括：
转换模块，利用所述伺服电机的永磁体的磁通密度根据第一公式
输出所述永磁体的磁通量，并且利用所述永磁体的磁场强度根据第二
公式输出所述永磁体的磁动势；
构建模块，与所述转换模块连接，根据所述永磁体的磁通量和所
述永磁体的磁动势构建所述退磁曲线。
3.根据权利要求2所述的获取伺服电机空载工作点的系统，其特
征在于，所述第一公式为：
其中，为所述永磁体的磁通量；α为极弧系数；B为所述永磁
体的磁通密度；SM为所述永磁体每极磁通的截面积。
4.根据权利要求2所述的获取伺服电机空载工作点的系统，其特
征在于，所述第二公式为：
FM＝HLM；
其中，FM为所述永磁体的磁动势；H为磁场强度；LM为每极磁通
的计算长度。
5.根据权利要求1所述的获取伺服电机空载工作点的系统，其特
征在于，所述空载处理单元包括：
空载气隙磁通模块，用以根据所述伺服电机的空载气隙磁密利用
第三公式输出所述伺服电机的空载气隙磁通；
空载气隙磁动势模块，用以根据所述伺服电机的空载气隙磁密利
用第四公式输出所述伺服电机的空载气隙磁动势。
6.根据权利要求5所述的获取...

【专利技术属性】
技术研发人员：华文佳，李勇，
申请(专利权)人：上海信耀电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31