[发明专利]一种等效气隙长度变化的磁通切换电机磁场饱和补偿方法

权利要求书

1.一种等效气隙长度变化的磁通切换电机磁场饱和补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

在线性磁路下，采用解析法，建立定子永磁型磁通切换电机的解析模型，获得考虑定子双边开槽情况下的气隙磁密B_slot；同时，选取磁场中的标量磁位为求解变量，计算定、转子双边开槽情况下的相对磁导函数，并获得线性磁路中无槽情况下气隙磁通密度；

根据转子位置角θ_r，确定出定子齿、转子齿重叠结构模式1～k及其对应的定子齿、转子齿之间的重叠角γ_i，i＝1～k，采用有限元法分析电机铁芯饱和时的磁密分布，根据定、转子的重叠角γ_i，估算出定子齿饱和磁阻R_si、转子齿饱和磁阻R_ri；

将定、转子齿饱和部分的磁阻等效为对应齿前气隙磁阻的增加，同时重新构建出气隙长度等效后的相对磁导函数；

根据磁动势守恒原则，计算非线性磁路中补偿后的气隙磁通密度B_{slot_sati}；当转子位置角大于36°时，计算下一个周期的非线性磁路下的气隙磁通密度分布；

所述估算出定子齿饱和磁阻R_si、转子齿饱和磁阻R_ri，具体如下：

设定、转子齿各自的饱和深度均呈线性变化，定子齿饱和深度g_si、转子齿饱和深度g_ri与重叠角γ_i，i＝1～k，具有下列关系：

其中，h_s、h_r为定、转子齿的长度；α_s、α_r为定、转子齿的宽度；

根据磁导率为μ_i，计算出第i个定子齿、转子齿重叠结构模式中定子齿饱和磁阻R_si、定子齿饱和段等效气隙磁阻R_si′,转子齿饱和磁阻R_ri、转子齿饱和段等效气隙磁阻R_ri′分别为：

其中,A_si为定子齿的截面积、A_ri为转子齿截面积。

2.根据权利要求1所述的一种等效气隙长度变化的磁通切换电机磁场饱和补偿方法，其特征在于，所述根据磁动势守恒原则，计算非线性磁路中补偿后的气隙磁通密度B_{slot_sati}，具体如下：

设第i个定子齿、转子齿重叠结构模式中定子齿饱和磁阻R_si、定子齿饱和段等效气隙磁阻R_si′相等；转子齿饱和磁阻R_ri、转子齿饱和段等效气隙磁阻R_ri′相等，计算定子齿饱和段等效气隙长度Δg_si、转子齿饱和段等效气隙长度Δg_ri：

计算第i个定子齿、转子齿重叠结构模式中总的等效气隙长度g_i：

g_i＝g+Δg_si+Δg_ri (9)

根据等效前后磁动势守恒原则及第i个定子齿、转子齿重叠结构模式中线性磁路无槽气隙磁密B_slotlessi，第i个定子齿、转子齿重叠结构模式中非线性磁路饱和无槽气隙磁密B_{slotless_sati}：

根据定子开槽时的气隙磁密可以由无槽气隙磁密与相对磁导函数相乘后获得原理，计算定子双边开槽时第i个定子齿、转子齿重叠结构模式中的磁密为：

B_{slot_sati}＝B_{slotless_sati}·Λ_{slot_sati} (11)

其中，B_{slot_sati}为非线性磁路开槽下的磁密，Λ_{slot_sati}为气隙长度等效后的相对磁导函数。