[发明专利]一种考虑气隙不均匀误差的磁浮电机建模方法及应用

说明书

本申请公开了一种考虑气隙不均匀误差的磁浮电机建模方法，包括：根据常导高速磁浮动子的构型和尺寸参数建立动子有限元仿真模型；根据常导高速磁浮定子的构型和尺寸参数分段式建立若干段相互拼接的定子有限元仿真模型；根据桥梁平顺度参数设置各个所述定子单元之间沿竖直方向上的高度落差，并将所述动子有限元仿真模型与所述定子有限元仿真模型相匹配，得到常导高速磁浮直线电机有限元仿真模型。其可以解决现有的高速磁浮电机建模仅搭建理想化仿真模型，无法避免受到的定子气隙不均匀误差影响，导致无法准确分析电机电磁特性、动力学特性的问题。

技术领域

本发明涉及管廊工程监测技术领域，更具体的，涉及一种考虑气隙不均匀误差的磁浮电机建模方法、一种考虑气隙不均匀误差的磁浮电机建模系统、一种电子设备及一种计算机可读存储介质。

背景技术

伴随着科技进步及交通行业的高速发展，高速磁悬浮技术逐渐实现了由理论向实践的过渡。磁悬浮列车的基本电气原理是直线电机，其由地面长定子线圈和车载动子线圈构成，其中地面长定子线圈需提供悬浮、导向磁场，完成对列车的电磁悬浮和动力驱动。在由理论向工程化过渡的过程中，需要针对实际工程条件对直线电机进行仿真分析，尤其应分析各种工程实际条件下的直线电机电磁特性、动力学特性以及可能出现的运行工况，为常导高速磁浮的工程化方案提供指导和依据。

然而对于高速磁悬浮系统，整个车体的悬浮和导向均完全依赖于电磁力，对磁场的稳定性要求高，而工程化过程中，存在诸多非理想条件，需要搭建能充分反映非理想条件的有限元仿真模型。并且，高速磁悬浮的实际运行中，需考虑不同环境条件和特殊情况，同时施工敷设过程中也将面临不同施工条件，需要明确影响常导高速磁浮的关键工程制约因素。例如对于工程化高速磁悬浮线路，不可避免的存在定子气隙动态不均匀情况，因此，如何搭建合理有效的有限元仿真模型，系统分析高速磁浮系统在定子铁芯连接处的电磁特性、动力学特性是当前亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种考虑气隙不均匀误差的磁浮电机建模方法、一种考虑气隙不均匀误差的磁浮电机建模系统、一种电子设备以及一种计算机可读存储介质，旨在解决现有的高速磁浮电机建模仅搭建理想化仿真模型，无法避免受到的定子气隙不均匀误差影响，导致无法准确分析电机电磁特性、动力学特性的问题。

为实现上述目的，按照本发明的第一个方面，提供了一种考虑气隙不均匀误差的磁浮电机建模方法，包括：根据常导高速磁浮动子的构型和尺寸参数建立动子有限元仿真模型；根据常导高速磁浮定子的构型和尺寸参数分段式建立若干段相互拼接的定子有限元仿真模型；根据桥梁平顺度参数设置各个所述定子单元之间沿竖直方向上的高度落差，并将所述动子有限元仿真模型与所述定子有限元仿真模型相匹配，得到常导高速磁浮直线电机有限元仿真模型。

在本发明的一个实施例中，所述基于动子铁芯的外框轮廓设计构型区域，得到动子铁芯模型，包括：将所有槽的区域进行线性阵列和镜像复制后采用布尔运算功能，使动子铁芯总体区域去掉所有槽对应的区域，形成所述动子铁芯模型。

在本发明的一个实施例中，所述根据常导高速磁浮定子的构型和尺寸参数分段式建立若干段相互拼接的定子单元有限元仿真模型，包括：绘制某段长定子铁芯基本线条轮廓，形成长定子铁芯的外框轮廓，并基于长定子铁芯的外框轮廓设计构型区域，得到定子铁芯模型；绘制长定子电缆，施加电缆电流参数，并与所述定子铁芯模型相匹配，形成理想条件下的所述定子有限元仿真模型。

在本发明的一个实施例中，所述基于长定子铁芯的外框轮廓设计构型区域，得到定子铁芯模型，包括：在长定子铁芯的外框轮廓上绘制包括开槽、铁芯间隙、燕尾键和接地电缆槽的构型区域，并将所述构型区域进行线性阵列和镜像复制后采用布尔运算功能，使定子铁芯总体区域去掉所述构型区域，形成所述定子铁芯模型。

在本发明的一个实施例中，所述的考虑气隙不均匀误差的磁浮电机建模方法还包括：根据磁浮轨道参数对所述动子单元有限元仿真模型和所述定子单元有限元仿真模型分别进行线性阵列，形成预设规模的有限元仿真模型。