本申请提供一种永磁同步电机公差敏感度的分析方法及其装置及计算机可读存储介质。该方法包括：获取电机的尺寸参数及多个关键尺寸参数及公差范围；DoE算法设置，参数因子包括多个关键尺寸参数及公差范围，响应参数包括电机输出的性能参数；基于DoE算法来生成样本集合；获取电机的运行工况范围及运行参数；基于尺寸参数、运行工况范围及运行参数来建立电机的有限元模型；基于有限元模型来确定电机关键工作点的电流矢量；基于样本集合及有限元模型生成多个参数化模型；使用关键工作点的电流矢量来分别作为多个参数化模型的输入激励；提取关于性能参数的仿真计算结果；及基于仿真计算结果来进行多个关键尺寸参数对性能参数的敏感度分析。分析。分析。
【技术实现步骤摘要】
永磁同步电机公差敏感度的分析方法及其装置及计算机可读存储介质
[0001]本申请涉及电机加工
，尤其涉及一种永磁同步电机公差敏感度的分析方法及其装置及计算机可读存储介质。
技术介绍
[0002]永磁同步电机设计过程中，通常都使用名义值进行设计和计算，而实际的产品加工制造过程中，由于加工设备精度限制，产品的实测值与名义值都有一定偏差。零件在加工中所允许的尺寸、形状和位置等的最大误差变化范围，称为公差。因为实际产品与设计值有偏差，产品实际的性能也会与理论设计值有一定的差别。分析由于加工原因导致尺寸与设计值的偏差值对产品性能的影响大小，就是公差敏感度分析。如果性能差别过大，满足不了产品要求，则就成为了次品甚至废品。减小公差范围，产品与设计值的偏差就更小，但是过小的公差范围会使加工难度和加工成本都有可能大幅提升，产品的竞争力会大幅下降。因此理论设计完成后，在进行加工前，进行合理的公差分析有着非常重要的意义。需要对产品公差进行全面系统的分析，对显著影响产品性能的尺寸公差进行合理优化，提高产品的成本率；对产品性能影响小的公差参数适当放松，减小加工成本。
[0003]另外，对于永磁同步电机，影响其性能的尺寸参数数量较多，总的尺寸参数会在20个以上。如果采用传统的全参数扫描法，选取例如15个参数做敏感性分析，且每个参数仅取两个值，那么样本量将超过3万个，这个计算量巨大，无法满足工程时间和计算资源上的需求。
[0004]永磁同步电机由于其效率高、运行转速范围广，优秀的可控制性应用越来越广泛，如伺服系统、机电传动系统、新能源汽车等。永磁同步电机作为机电系统中的核心驱动设备，提供传动系统动力，其性能好坏直接影响系统的整体性能。作为大规模使用的产品，产品成本对其竞争力也有着至关重要的影响。因此，在理论设计完成后，对产品加工环节针对公差尺寸做敏感度分析，合理选择加工公差范围具有非常重要的意义。
技术实现思路
[0005]本申请的目的在于提供一种永磁同步电机公差敏感度的分析方法及其装置及计算机可读存储介质，能够解决现有技术中所存在的至少一个问题。
[0006]本申请的一个方面提供一种永磁同步电机公差敏感度的分析方法。所述分析方法包括：
[0007]获取永磁同步电机的尺寸参数；
[0008]从所述尺寸参数中确定并获取需要分析的多个关键尺寸参数及其公差范围；
[0009]设置DoE算法的参数因子、响应参数及所述响应参数的优化目标函数，其中，所述参数因子包括所述多个关键尺寸参数及其公差范围，所述响应参数包括所述永磁同步电机输出的性能参数；
[0010]基于所述DoE算法的所述参数因子、所述响应参数及所述优化目标函数来生成优化的样本集合，所述样本集合包括所述参数因子的多种组合；
[0011]获取所述永磁同步电机的运行工况范围及其运行参数；
[0012]基于所述永磁同步电机的所述尺寸参数、所述运行工况范围及其运行参数来建立所述永磁同步电机的有限元模型；
[0013]基于所述永磁同步电机的有限元模型来确定所述永磁同步电机关键工作点的电流矢量；
[0014]基于所述样本集合及所述有限元模型生成多个参数化模型；
[0015]使用所述关键工作点的电流矢量来分别作为所述多个参数化模型的输入激励；
[0016]提取所述多个参数化模型输出的关于所述性能参数的仿真计算结果；以及
[0017]基于所述性能参数的仿真计算结果来进行所述多个关键尺寸参数对所述永磁同步电机的所述性能参数的敏感度分析。
[0018]进一步地，所述基于所述永磁同步电机的有限元模型来确定所述永磁同步电机关键工作点的电流矢量包括：
[0019]利用所述永磁同步电机的有限元模型进行快速扫描提取其d
‑
q坐标系下的dq模型；及
[0020]基于所述dq模型来确定所述永磁同步电机关键工作点的电流矢量。
[0021]进一步地，所述利用所述永磁同步电机的有限元模型进行快速扫描提取其d
‑
q坐标系下的dq模型包括：
[0022]利用所述永磁同步电机的有限元模型进行快速扫描确定所述永磁同步电机在所述关键工作点下的所述dq模型中的定子电枢电阻、d
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q坐标系下的d轴电感、d
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q坐标系下的q轴电感及永磁磁链，其中，所述定子电枢电阻、所述d轴电感、所述q轴电感及所述永磁磁链随所述永磁同步电机不同工作点下的温度、电流和转速而变化。
[0023]进一步地，所述基于所述dq模型来确定所述永磁同步电机关键工作点的电流矢量包括：
[0024]使用所述dq模型，根据所述永磁同步电机关键工作点的转速、转矩输出、电压限制和预定的电机控制算法来计算获得所述永磁同步电机关键工作点的电流矢量。
[0025]进一步地，所述电机控制算法包括id＝0的矢量控制、cosΨ＝1的矢量控制、MTPA控制或弱磁控制。
[0026]进一步地，所述基于所述性能参数的仿真计算结果来进行所述多个关键尺寸参数对所述永磁同步电机的所述性能参数的敏感度分析包括：
[0027]将所述性能参数的仿真计算结果作为所述DoE算法的所述响应参数返回到所述DoE算法中，分析得到所述多个关键尺寸参数及其公差范围对所述性能参数的敏感度。
[0028]进一步地，所述分析方法还包括：
[0029]基于所述敏感度分析的结果来确定所述多个关键尺寸参数在其所述公差范围内对所述永磁同步电机的所述性能参数的影响。
[0030]进一步地，基于所述敏感度分析的结果，应用响应曲面法来计算所述多个关键尺寸参数在其所述公差范围内对所述永磁同步电机的性能参数的影响。
[0031]进一步地，根据加工工艺和设备精度来确定所述多个关键尺寸参数的公差范围。
[0032]进一步地，所述运行工况范围包括转速
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转矩范围，所述运行参数包括母线电压和最大电流。
[0033]进一步地，所述多个关键尺寸参数包括定子铁心外径、定子铁心内径、定子轭部厚度、定子齿宽、齿靴厚度、定子齿肩角度、槽开口宽度、转子铁心外径、转子铁心内径、磁肋厚度、隔磁桥厚度、永磁体的厚度、永磁体内径、转子磁桥角度、转子磁极削厚及定转子同心度中的多个。
[0034]进一步地，所述性能参数包括输出转矩、输出功率、效率、转速范围、激振力、端电压、热性能中的至少一个。
[0035]进一步地，所述性能参数包括输出转矩，所述优化目标函数包括转矩最大化函数。
[0036]进一步地，所述DoE算法采用优化部分因子算法。
[0037]本申请的另一个方面提供一种永磁同步电机公差敏感度的分析装置。所述分析装置包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述的永磁同步电机公差敏感度的分析方法。
[0038]本申请的又一个方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序。所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机公差敏感度的分析方法，其特征在于：包括：获取永磁同步电机的尺寸参数；从所述尺寸参数中确定并获取需要分析的多个关键尺寸参数及其公差范围；设置DoE算法的参数因子、响应参数及所述响应参数的优化目标函数，其中，所述参数因子包括所述多个关键尺寸参数及其公差范围，所述响应参数包括所述永磁同步电机输出的性能参数；基于所述DoE算法的所述参数因子、所述响应参数及所述优化目标函数来生成优化的样本集合，所述样本集合包括所述参数因子的多种组合；获取所述永磁同步电机的运行工况范围及其运行参数；基于所述永磁同步电机的所述尺寸参数、所述运行工况范围及其运行参数来建立所述永磁同步电机的有限元模型；基于所述永磁同步电机的有限元模型来确定所述永磁同步电机关键工作点的电流矢量；基于所述样本集合及所述有限元模型生成多个参数化模型；使用所述关键工作点的电流矢量来分别作为所述多个参数化模型的输入激励；提取所述多个参数化模型输出的关于所述性能参数的仿真计算结果；以及基于所述性能参数的仿真计算结果来进行所述多个关键尺寸参数对所述永磁同步电机的所述性能参数的敏感度分析。2.如权利要求1所述的分析方法，其特征在于：所述基于所述永磁同步电机的有限元模型来确定所述永磁同步电机关键工作点的电流矢量包括：利用所述永磁同步电机的有限元模型进行快速扫描提取其d
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q坐标系下的dq模型；及基于所述dq模型来确定所述永磁同步电机关键工作点的电流矢量。3.如权利要求2所述的分析方法，其特征在于：所述利用所述永磁同步电机的有限元模型进行快速扫描提取其d
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q坐标系下的dq模型包括：利用所述永磁同步电机的有限元模型进行快速扫描确定所述永磁同步电机在所述关键工作点下的所述dq模型中的定子电枢电阻、d
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q坐标系下的d轴电感、d
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q坐标系下的q轴电感及永磁磁链，其中，所述定子电枢电阻、所述d轴电感、所述q轴电感及所述永磁磁链随所述永磁同步电机不同工作点下的温度、电流和转速而变化。4.如权利要求2所述的分析方法，其特征在于：所述基于所述dq模型来确定所述永磁同步电机关键工作点的电流矢量包括：使用所述dq模型，根据所述永磁同步电机关键工作点的转速、转矩输出、电压限制和预定的电机控制算法来计算获得所述永磁同步电机关键工作点的电流矢量。5.如权利要求4所述的分析方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏冰，蓝恺，王铭，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：
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