[发明专利]一种无刷电励磁磁场调制电机感应脉动电压削弱方法

权利要求书

1.一种无刷电励磁磁场调制电机感应脉动电压削弱方法，所述无刷电励磁磁场调制电机由定子、转子、绕组组成，其中定子和转子之间存在气隙，定子和转子均为凸极结构，定子槽内嵌有绕组，转子槽内没有填充物，其特征在于，所述电机的绕组分为励磁绕组和电枢绕组，当电机运行时，励磁绕组通入直流电，电枢绕组通入对称交流电，电枢绕组分为两套三相绕组，一套由A相绕组、B相绕组和C相绕组组成，另一套则由A’相绕组、B’相绕组和C’相绕组组成；

所述削弱方法包括以下步骤：

一、使用有限元仿真计算出采用单三相电枢绕组的无刷电励磁磁场调制电机的励磁绕组感应脉动电压，观察其在一个电周期内的脉动次数，记其为3r；

二、根据电机的定子槽数N_s和转子极对数N_r，判断该种电机是否可以使用励磁绕组感应脉动电压方法；

三、若无刷电励磁磁通调制电机满足步骤二的要求，则可以将电枢绕组分为两套，其具体实施步骤如下：

1)、将一个电枢线圈定为A相线圈，记其电角度相位为0°，根据其余线圈与该线圈的位置关系依次给出它们的电角度相位；

2)、将电角度相位在0°～60°和180°～240°的线圈划分为A相线圈和A’相线圈；电角度相位在120°～180°和300°～360°的线圈划分为B相线圈和B’相线圈，电角度相位在240°～300°和60°～180°的线圈划分为C相线圈和C’相线圈，电角度相位在180°～240°、300°～360°和60°～180°的线圈需要反向连接。

2.根据权利要求1所述的一种无刷电励磁磁场调制电机感应脉动电压削弱方法，其特征在于，所述电枢绕组中的A相、B相和C相绕组互差120度电角度，A’相绕组、B’相绕组和C’相绕组也互差120°电角度，两套三相绕组的关系如下：A相绕组与A’相绕组之间有30°的电角度相位差；B相绕组和B’相绕组、C相绕组和C’相绕组之间也存在30°的电角度相位差。

3.根据权利要求2所述的一种无刷电励磁磁场调制电机感应脉动电压削弱方法，其特征在于，两套所述电枢绕组分别由两套三相逆变器供电，A相绕组、B相绕组和C相绕组中通入三相对称交流电流，其频率与电机的电频率相等；A’相绕组、B’相绕组和C’相绕组中也通入三相对称交流对流，其频率与电机的电频率相等，两套三相绕组的电流有如下关系：A相绕组电流与A’相绕组电流之间有30°的电角度相位差，B相绕组电流和B’相绕组电流、C相绕组电流和C’相绕组电流之间也存在30°的电角度相位差。

4.根据权利要求1所述的一种无刷电励磁磁场调制电机感应脉动电压削弱方法，其特征在于，对于定子极数N_s、转子极对数N_r的所述无刷电励磁磁场调制电机，其至少有两个电枢线圈互差30°电角度。

5.根据权利要求3所述的一种无刷电励磁磁场调制电机感应脉动电压削弱方法，其特征在于，所述步骤一中，使用双三相电枢绕组抵消3r次的励磁绕组感应脉动电压，两套三相绕组产生的励磁绕组3r次磁链谐波被完全抵消：

其中k_pj代表电枢绕组的j次节距因数，k_dj代表电枢绕组的j次分布因数，M_j代表电枢绕组与励磁绕组互感的j次谐波，θ_j代表j次谐波的初始相位，I_a代表电枢电流幅值，θ_e代表电机的电角度，励磁绕组的3r次谐波磁链意味着磁链中θ_e项的系数为3r，因此励磁绕组3r次谐波磁链的幅值由式(1)中j＝3r±1的情况决定；

由余弦函数的特性可知，两个相同频率的余弦函数叠加，当且仅当它们幅值相等、相位互差180°时才能完全抵消，结合式(1)可知，θ_d需满足：

式(2)可进一步化简为：