[发明专利]一种考虑涡流分布不均匀性电磁执行器等效磁路建模方法

权利要求书

1.一种考虑涡流分布不均匀性电磁执行器等效磁路建模方法，其特征是：

包括以下步骤：

(1)根据电磁执行器的结构进行分区划分，定义内磁极部分为A区、外磁极部分为B区、连接内外磁极的位于线圈绕组上面的区域为C区、衔铁部分为D区；对上述定义的四个区域在径向方向进行n层等厚度的薄片划分，并假设在每层铁芯薄片内的涡流为均匀分布；

(2)定义A区上第一层和第n层涡电流分别为i_R11和i_R1n，第一层和第n层对应的涡电阻分别为R₁₁和R_1n，同理，B区、C区、D区上涡电流从第一层到第n层为i_R21～i_R2n、i_R31～i_R3n、i_R41～i_R4n，各薄层涡电阻为R₁₁～R_1n、R₂₁～R_2n、R₃₁～R_3n、R₄₁～R_4n，薄层内涡电阻计算公式为：

上式中，m＝1～4，q＝1～n，ρ_m为材料的电阻率，N是线圈匝数，l_mq为涡流的流通距离，S_mq为涡流的流通面积；

(3)定义电磁执行器铁芯和衔铁之间气隙部分的等效电流为i_gk：

上式中，k＝1或2，μ₀是真空磁导率，S_gk和φ_gk分别是气隙部分的有效磁通面积和磁通量，l_gk是气隙部分磁通的距离；

(4)在考虑到电磁执行器漏磁现象时，定义A～D区漏磁部分的等效电感为L_air1～L_air4，其计算公式为：

上式中，j＝1～4，S_j为磁通面积，l_j为磁通距离；根据在上述四个漏磁部分的电感和电流的关系，计算得到有效电流为：

上式中，E为加载到电磁执行器上的驱动电压，RR为驱动电路干路电阻，i为驱动电路干路电流；

(5)计算A～D区相邻两薄层之间的磁链，计算公式为：

ψ_dp＝∫i_Rdp·R_dp-i_Rd(p+1)·R_d(p+1)dt ③

上式中，d＝1～4,p＝1～(n-1)，相邻两薄层的涡流i_Rdp和i_Rd(p+1)由基尔霍夫定律求得；根据上式求得的磁链计算得到相邻两个薄层之间的磁感应强度为：

上式中，S_dp为磁感线穿过的有效面积；利用数据插值法求得磁化曲线中磁感应强度B_dp对应的磁场强度H_dp，进而计算出相邻两薄层之间等效电感对应的电流I_dp：

(6)根据基尔霍夫定律，由公式①、②、③，计算得到干路电流i，从而得到电磁执行器磁通φ：