[发明专利]一种考虑饱和的开关磁阻电机磁场解析计算方法

权利要求书

1.一种考虑饱和的开关磁阻电机磁场解析计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在极坐标系下，分别建立定子齿槽域、转子齿槽域和气隙域的磁矢势方程，

2)根据磁场边界条件、磁矢势与磁通密度的关系式，获取气隙域线性磁通密度解析模型，

3)在笛卡尔坐标系下，结合铁磁材料的磁导率—磁通密度特性曲线，获取考虑饱和的径向磁通密度解析模型，

4)根据饱和径向磁通密度求取过程中的动态磁导率，进一步获取考虑饱和的切向磁通密度解析计算模型；

所述的步骤1)包括以下步骤：

11)建立定子齿槽域的磁矢势方程：

其中，N为最高谐波阶数，为定子齿槽域的切向磁导率系数矩阵，为定子齿槽域的径向磁导率系数矩阵，λ₃为V₃的特征值，W₃为V₃的特征向量，I为单位对角矩阵，R₄为定子槽外径，向量a₃和向量b₃由式(4)求取，r为气隙半径，R_S为定子内径，θ为空间圆周角，j表示虚数单位，

12)建立转子齿槽域的磁矢势方程：

其中，λ₁为V₁的特征值，W₁为V₁的特征向量，为转子齿槽域的切向磁导率系数矩阵，为转子齿槽域的径向磁导率系数矩阵，R₁为转子槽内径，向量a₁和向量b₁为由式(4)求取，R_r为转子外径，

13)建立气隙域的磁矢势方程：

其中，λ₂＝([N_θ]²)^1/2，向量a₂和向量b₂为由式(4)求取；

其中，μ₀为空气的磁导率，J_z为由电流密度的复式傅立叶系数构成的列向量；

所述的步骤2)具体包括以下步骤：

21)确定磁场的边界条件：

其中，H_θ为磁场强度的切向分量，A_z为轴向磁矢势，R₁、R₄、R_r、R_s分别为转子槽内径、定子槽外径、转子外径、定子内径，上标(1)、上标(2)、上标(3)分别代表转子齿槽域、气隙域、定子齿槽域，

22)确定磁矢势与磁通密度的关系式：

其中，B_r为径向磁通密度，B_θ为切向磁通密度，

23)建立气隙域线性磁通密度解析模型：

其中，为气隙径向线性磁通密度，为气隙切向线性磁通密度。

2.根据权利要求1所述的一种考虑饱和的开关磁阻电机磁场解析计算方法，其特征在于，所述的步骤3)具体包括以下步骤：

31)对于线性气隙域，运用式(8)获取径向线性磁通密度；

32)对于饱和气隙域，先根据铁磁材料的磁通密度—磁场强度特性曲线，获取磁导率—磁通密度曲线；

33)对于饱和气隙域，再运用笛卡尔坐标系下的绕组函数理论，获取径向饱和磁通密度：

其中，g为气隙长度，μ₀为空气磁导率，μ_d为动态磁导率，l为转子极高，F₁、F₂、F₃分别为A相、B相、C相的磁动势，λ_s为定子开槽影响系数，λ_r为转子开槽影响系数。