【技术实现步骤摘要】
一种高磁阻转矩、高凸极率的五相永磁容错电机的设计方法
本专利技术涉及到五相永磁容错电机的设计，特别是选取五相容错电机槽极配合以及提升磁阻转矩与凸极率的方法，属于电机制造的
技术介绍
现如今永磁同步电机已经得到了广泛的应用，从汽车到航空航天的众多领域，永磁同步电机都扮演着十分重要的角色。这主要得益于永磁同步电机的几个显著特点，包括高转矩密度、高效率以及重量体积小等。永磁同步电机采用了高磁能积的磁性材料取代了传统的励磁绕组，不仅消除了励磁绕组带来的负面影响，而且简化了电机的机械结构，使电机运行可靠性提高，机械损耗也相应的减小。永磁容错电机以其高效率、高转矩密度和良好的容错能力，已被广泛研究用来克服功率开关故障、开路故障和短路故障。传统的五相永磁容错电机槽极配合的选取均根据槽数与极数相差2的原则，该原则指导下的五相永磁容错电机槽极的选取受到了明显的限制。此外，无位置传感器控制被应用于永磁容错电机的驱动中，即使没有位置传感器，永磁容错也可以在磁场定向控制下工作。然而由于分数槽集中绕组永磁容错电机的凸极率非常低，其值...
【技术保护点】
1.一种高磁阻转矩、高凸极率的五相永磁容错电机的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，引入互耦系数对五相永磁电机的容错性能进行分析，根据互耦系数与电机容错能力的关系，选取较高容错性能的槽极配合方式；/n步骤2，从转矩产生的原理出发，确定影响电机转矩产生的绕组因数的计算方法，根据计算出各槽极配合的绕组因数，选取较高的绕组因数实现电机高转矩输出；/n步骤3，对分数槽集中绕组电机的漏电感进行推导，推导出漏电感表达式，根据表达式计算出各槽极配合的漏感系数大小；/n步骤4，分析齿槽转矩的产生机理，利用槽数与极对数的最小公倍数计算出不同齿槽转矩性能的槽极配合；/n步骤5，对永...
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种高磁阻转矩、高凸极率的五相永磁容错电机的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，引入互耦系数对五相永磁电机的容错性能进行分析，根据互耦系数与电机容错能力的关系，选取较高容错性能的槽极配合方式；
步骤2，从转矩产生的原理出发，确定影响电机转矩产生的绕组因数的计算方法，根据计算出各槽极配合的绕组因数，选取较高的绕组因数实现电机高转矩输出；
步骤3，对分数槽集中绕组电机的漏电感进行推导，推导出漏电感表达式，根据表达式计算出各槽极配合的漏感系数大小；
步骤4，分析齿槽转矩的产生机理，利用槽数与极对数的最小公倍数计算出不同齿槽转矩性能的槽极配合；
步骤5，对永磁电机的凸极率与磁阻转矩进行理论分析；
步骤6，采用多目标优化方法，从转子结构入手，对凸极率与磁阻转矩同时进行优化。
2.根据权利要求1所述的一种高磁阻转矩、高凸极率的五相永磁容错电机的设计方法，其特征在于：所述步骤1中的互耦系数计算表达式为：
N(θm)＝n(θm)-avg(n(θm))
其中，N(θm)为互耦系数，θm表示沿气隙的角度，n(θm)是绕组函数，avg(n(θm))为一个圆周的气隙绕组函数的平均值；利用绕组函数方法得到电机绕组的自感与互感的计算表达式，其中，A相绕组的自感LAA与A、B相绕组的互感LAB计算表达式如下：
μ0是空气的磁导率，r是中心气隙的半径，l是轴向长度，g是气隙长度，NA(θm)为A相绕组的互耦系数，NB(θm)为B相绕组的互耦系数；进一步推导永磁电机的互耦系数mc为：
计算出各槽极配合情况下的互耦系数，电机的互耦系数越低表示电机各相绕组之间的影响越小，各相绕组独立性越好，选择较低互耦系数的槽极配合具有较高的容错能力。
3.根据权利要求1所述的一种高磁阻转矩、高凸极率的五相永磁容错电机的设计方法，其特征在于：所述步骤2中的绕组因数计算为：
kwv＝kpvkdv
其中，kwv是v次谐波绕组因数，kpv是v次谐波节距因数，kdv是v次谐波分布因数，节距因数和分布因数通过以下表达式计算得到：
其中，v是谐波次数，QS是定子槽数，qph是每相辐条数，αph是两辐条之间的夹角，当v与电机极对数相等时，该绕组因数即为基波绕组因数。
4.根据权利要求1所述的一种高磁阻转矩、高凸极率的五相永磁容错电机的设计方法，其特征在于：所述步骤3中漏电感、漏感系数的计算表达式为：
技术研发人员：颜玉洁，陈前，刘国海，赵文祥，徐高红，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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