一种开关磁阻电机铁芯损耗计算模型建立方法技术

技术编号:26419390 阅读:46 留言:0更新日期:2020-11-20 14:14
本发明专利技术公开了一种开关磁阻电机铁芯损耗计算模型建立方法,属于开关磁阻电机铁芯损耗计算及建模领域。本发明专利技术先利用有限元法对开关磁阻电机的各个部分磁通波形进行求解,然后对传统的铁芯损耗计算模型进行改进,提出了一种基于傅里叶拟合的变系数铁损耗计算模型,再考虑到集肤效应对涡流损耗的影响,得到拟合的铁芯损耗曲线和实验测得的铁芯损耗曲线误差率都小于10%;再对电机各个部分的磁密波形进行傅里叶分解,利用得到的基波与各次谐波的幅值和频率求解出开关磁阻电机的铁芯损耗。该方法适用于任何频率和磁通密度下运转的开关磁阻电机,适用性强,准确性高。

【技术实现步骤摘要】
一种开关磁阻电机铁芯损耗计算模型建立方法
本专利技术公开了一种开关磁阻电机铁芯损耗计算模型建立方法,属于开关磁阻电机铁芯损耗计算与建模的

技术介绍
开关磁阻电机相较于传统的交、直流电机有着以下不同:定转子都是简单的凸极结构,都是由硅钢片叠压而成的,没有永磁体;绕组集中分布在定子上,使得电机整体的结构比较简单。但是正是由于开关磁阻电机双凸极的结构和局部饱和的特性使得开关磁阻电机铁芯损耗的求解方法不能按照常规的同步电机或异步电机的铁芯损耗的计算方法来计算。弄清开关磁阻电机铁芯损耗的机理既可以在电机设计阶段优化电机的电磁设计,布置更为合理的冷却系统,还可以在建立控制模型的时候考虑铁芯损耗,从而使得控制模型更为准确。目前对于开关磁阻电机铁芯损耗求解模型只要有两种,第一种是常系数的Steinmetz模型,该模型把铁芯损耗分为磁滞损耗和涡流损耗两部分,通过对硅钢片铁损耗的数据对系数进行拟合对铁芯损耗进行求解;第二种是常系数的Bertotti模型,该模型把铁芯损耗分为磁滞损耗、涡流损耗和杂散损耗三部分,通过对硅钢片铁损耗的数据对系数进行拟合对铁芯损本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关磁阻电机铁芯损耗计算模型建立方法是对磁滞损耗系数k

【技术特征摘要】
1.一种开关磁阻电机铁芯损耗计算模型建立方法是对磁滞损耗系数kh、涡流损耗系数ke、Steinmetz因子α和杂散损耗系数kex在不同频率f和不同磁通密度B下铁损耗的实验数据进行回归分析,得到这四个系数关于不同磁通密度B的数学关系,然后对这四个系数关于磁通密度B进行拟合。本方法采用的拟合方法是傅里叶拟合,相比于常用的多项式拟合方法在误差上更小。由于当硅钢片中磁通密度变化频率较低时,集肤效应作用不太明显,一旦频率升高,集肤效应会导致硅钢片的涡流分布不均匀,对涡流损耗的计算会产生影响,因此涡流损耗系数需要和集肤效应系数相乘以减小误差。然后利用有限元法得到开关磁阻电机各个部分的磁通波形,对磁通波形进行傅里叶分解,将非正弦的磁通波形转化为基波和多次谐波,分别对基波和多次谐波进行铁芯损耗的求解,累加之后便得到开关磁阻电机的铁芯损耗。


2.变系数的Bertotti模型表达式为:



式中,Ph为磁滞损耗,Pe为涡流损耗,Pex为杂散损耗。
当硅钢片中磁通密度变化频率较低时,集肤效应作用不太明显,一旦频率升高,...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈昊刘学堃刘永强巩士磊张珂于丰源闫文举王星
申请(专利权)人:中国矿业大学荣成市荣佳动力有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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