[发明专利]一种电机绕组铜耗计算的方法、系统或装置

说明书

本发明属于电机领域，公开了一种电机绕组铜耗计算的方法、系统或装置，包括以下步骤：将电机的任意定子槽型转化为面积相等的矩形槽；绕组进行重新分布，使得除顶层的定子槽外，其余各层的定子槽放置的绕组个数相等，余出的绕组放置在顶层的定子槽内；获取绕组进行重新分布后的每层定子槽的有功功率；有功功率中代入趋肤效应因子和邻近效应因子，形成对每一层的定子槽绕组铜耗的解析模型，每一层的定子槽绕组铜耗的解析模型叠加，获得电机绕组的总损耗模型，从而获得整个电机绕组的铜耗；无需精确建模的同时，快速准确的预测绕组铜耗，从而提升预测电机效率的准确度。

技术领域

本发明属于一种电机绕组铜耗计算的方法、系统或装置，属于电 机领域。

背景技术

在电机的初始设计中，需要计算铜耗对于电机效率的影响，但是 铜耗的计算较为复杂并且导体之间的相互影响很难解释清楚，对于 分布式绕组来说，其跨距较大，端部对于导体的影响加重，电机绕 组的铜损耗将会增加，从而进一步导致温升加剧，电机效率降低， 并可能导致永磁体发生不可逆退磁。所以需要建立一套快速精准的 预测铜耗的方法。

在现有的计算铜耗的方法中，通常采用有限元法和解析法。以有 限元法计算铜耗，虽然结果较为准确，但是建模要求精度高，并且 耗时长，很难快速得到结果。相比之下，解析法更加灵活，但由于 其计算条件过于理想，其准确度又达不到要求。

发明内容

第一方面，本发明所要解决的技术问题是提供一种电机绕组铜耗 计算的方法，在无需精确建模的同时，快速准确的预测绕组铜耗， 从而提升预测电机效率的准确度。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案

一种电机绕组铜耗计算的方法，包括以下步骤：

将电机的任意定子槽型转化为面积相等的矩形槽；

绕组进行重新分布，使得除顶层的定子槽外，其余各层的定子槽 放置的绕组个数相等，余出的绕组放置在顶层的定子槽内；

获取绕组进行重新分布后的每层定子槽的有功功率；

有功功率中代入趋肤效应因子和邻近效应因子，形成对每一层的 定子槽绕组铜耗的解析模型，每一层的定子槽绕组铜耗的解析模型 叠加，获得电机绕组的总损耗模型，从而获得整个电机绕组的铜耗。

在一些公开中，将电机的任意定子槽型转化为面积相等的矩形槽 通过保形映射法实现。

在一些公开中，获取绕组进行重新分布后的每层定子槽的有功功 率，包括：根据安培环路定律，得出每一层的定子槽电磁场强度， 利用坡印廷定理，获得流入封闭体积的复功率，将复功率分解出每 一层的定子槽的有功功率。

在一些公开中，分层的每一层的定子槽绕组视为一条电磁环路， 并根据安培环路定律，得出第k+1层绕组的磁场强度，为:

式中，是磁场强度的；是k层及以下的总磁场强度；是第k+1层的磁场强度；J_z是电流密度；k_k+1是第k+1层绕组的槽 满率；是第k层及以下层的总电流；

利用修正复涡流方程，可将磁场强度式化为一个二阶微分方程， 可用下式进行表示：

H_x＝c₁e^-ty+c₂e^ty

式中，c₁,c₂分别为常微分系数，可代入绕组的边界条件，进行求 解；其中，t函数的表达式如下所示：

式中，ω是角频率；μ₀是真空磁导率；σ是电导率；k_k+1是k+1 层的槽满率；