申请/专利权人：江苏大学

申请日：2021-05-19

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN113255281B

主分类号：G06F30/392

分类号：G06F30/392;G06F30/398

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2021.08.31#实质审查的生效;2021.08.13#公开

摘要：本发明公开了一种容错式低短路电流的双三相永磁电机绕组设计方法，属于电机领域。本发明建立了计及绕组相移角的双三相电机磁动势与电感性能分析模型，并基于容错式低短路电流绕组定向设计方法，针对48槽22极永磁电机提出新型双三相绕组互差7.5°相移结构，两套对称绕组均采用星型连接，各相磁力线之间存在较好的电磁隔离，有效降低了电机相间耦合效应；同时，所述绕组结构通过特定相位设计，保留一定次谐波含量，有效地提升了电机的自感幅值，而基本不影响电机转矩输出能力。本发明能在减小电机互感的同时提升电机自感幅值，有效抑制互感自感比与短路电流，实现容错式低短路电流电机设计。

主权项：1.一种容错式低短路电流的双三相永磁电机绕组设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：根据电机的槽极配比确定单元电机，建立单元电机槽矢量分析模型，基于基波合成矢量最大为原则，确定双三相绕组的槽矢量分配；步骤2：根据分配好的电机各相槽矢量集合，以A1相槽矢量为原点，确定其余五相绕组与A1相之间的空间角度差；基于槽矢量分析模型，建立统一的双三相绕组各阶次谐波绕组系数的数学表征，计算得到各阶次谐波空间含量；步骤3：忽略电机槽口效应，建立计及绕组相移角的磁动势分析模型，判别相移角与磁动势谐波间的消除规律，计算得到电机气隙漏磁系数；步骤4：基于电机绕组函数理论，建立磁动势与自感特性的分析模型，揭示各阶次磁动势谐波对电感幅值的贡献度，反馈到双三相绕组相移角设计，确定自感幅值最大的电机绕组结构，建立短路电流分析模型，揭示电感幅值与短路电流大小的关系；步骤5：基于电机绕组函数理论，揭示双三相绕组相移对互感幅值的影响，计算电机互耦系数，辨识相间耦合性最高的两相绕组，探寻降低相间磁力线耦合问题的相移角设计方法；步骤6：根据电机自感与互感性能随相移角的变化规律，总结得到双三相绕组电机相间耦合性最小、自感幅值最大的相移结构，完成容错式低短路电流永磁电机绕组结构设计；步骤2具体包括：步骤2.1确定双三相绕组的空间相位差：根据基波槽矢量确定各相槽矢量归属，建立1次谐波槽矢量分析模型，从而确定两套绕组对应相之间空间位置角与相移间的关系如下 式中α表示双三相绕组对应相间的相移角，v表示磁动势谐波阶次，γ2v-γ1v表示两套绕组的vth磁动势谐波的角度差；步骤2.2建立计及相移角的双三相电机绕组函数数学表征：考虑两套绕组间的空间相位差，双三相电机的各相绕组函数表示为 式中，i表示三相绕组次序i＝1,2，NAi为Ai相绕组函数，NBi为Bi相绕组函数，NCi为Ci相绕组函数，θ为转子空间位置角，Nv和γiv分别表示vth磁动势谐波的幅值和相位，且Nv＝2Nckwvπv，其中，kwv表示绕组系数，Nc表示线圈匝数，具有一般性的绕组系数表达式为 式中Z0表示单元电机的槽数；步骤5具体包括：根据电机函数理论，以A1相与A2相为例，电机互耦系数mc表示为 NA2θ为A2相绕组函数，LA1A1为A1相自感，MA1A2为A1相与A2相的互感；对于双三相绕组电机，各相互感表达式描述为 其中，MA1B1_0为A1相和B1相互感的平均值，MA1A2_0为A1相和A2相互感的平均值，MA1B2_0为A1相和B2相互感的平均值，MA1C2_0为A1相和C2相互感的平均值。

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权利要求：

百度查询： 江苏大学 一种容错式低短路电流的双三相永磁电机绕组设计方法

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