[发明专利]一种无轴承的开关磁阻电机减振方法

权利要求书

1.一种无轴承的开关磁阻电机减振方法，其特征在于：所述无轴承的开关磁阻电机减振方法包括下述三个步骤：

第一步建立无轴承开关磁阻电机的相关参数的数学模型，本文以三相12/8极结构的无轴承开关磁阻电机为研究对象(下文中所述的电机均为三相12/8极结构的无轴承开关磁阻电机)；

第二步建立计算流程图和系统控制框图，使得整个电机减振步骤流程清晰明了；

第三步通过仿真和实验来验证本发明对电机的减振效果。

2.根据权利要求1所述的一种无轴承的开关磁阻电机减振方法，其特征在于，第一步建立无轴承开关磁阻电机的相关参数的数学模型具体为：

电机矩阵及悬浮力模型的建立，电机的转子结构及A相绕组结构如图1所示，当A相绕组通电时，产生的悬浮力和电子转矩分别简化表示为：

Ta＝Jt(θ)(2N²mi²ma+N²si²sa1+N²si²sa2) (2)

式中：Fα、Fβ为和方向瞬时悬浮力；T_a为A相顺时转矩；N_m、N_s为任一个定子极的主绕组和悬浮绕组匝数；ima、isa1、isa2为A相绕组电流和α、β两个方向的悬浮绕组电流；悬浮力系数Kf(θ)和转矩系数Jt(θ)为电机结构参数和转子位置角θ的函数；

定子极径向力模型建立，应用麦克斯韦应力法原理，选择图2所示的积分路径，定子极所受的径向磁吸力表示为：

式中：h为转子叠片长度；μ0为空气磁导率；B_m为定转子极交叠部分气 隙(主气隙)磁密；B_f1和B_f2均为边缘气隙磁密；B_m、B_f1和B_f2都是θ的函数；

忽略磁饱和，由磁路法可得图1中气隙a₁处的磁场主磁密B_m(θ)和边缘磁密B_f1(θ)、B_f2(θ)可以分别表示为：

B_m(θ)＝μ0(Nmima+Nsisa1)/l0 (4)

B_f1(θ)≈B_f2(θ)＝μ₀(N_mi_ma+N_si_sa1)/(1₀+πr|θ|/4) (5)

式中r为转子极半径。

联立公式3和公式5，可得Fsr α＝Ksf(θ)(Nmima+Nsisa1)² (6)

式中：F_sr为气隙a₁处对应的A相定子极(A相α正方向所在位置的定子极)受到的瞬时径向磁吸力，定子径向磁吸力系数K_sf(θ)为电机结构参数和转子位置角θ的函数，可以表示为：

同理可得，气隙a₂处对应的A相定子极(A相β正方向所在位置的定子极)受到的瞬时径向磁吸力F_srβ可以表示为：

F_srβ＝K_sf(θ)(N_mi_ma+N_si_sa2) (7)。