[发明专利]基于转子廓型和磁场耦合的电‑永磁转子系统设计方法

摘要

本发明提供了一种基于转子廓型和磁场耦合的电‑永磁转子系统设计方法，包括如下步骤步骤一，转子轮廓设计；步骤二，磁场耦合快速算法；步骤三，驱动机构的控制方法设计；本发明是对电‑永磁转子直接驱动系统的一种完整设计方案，从最初的转子轮廓一直延伸到磁场计算，最后到提出控制驱动系统的可行办法。由这种设计方法所完成的驱动系统设计，能够藉由电流的控制直接决定系统的位移、速度、加速度输出，在电磁学计算方面，提出了一种基于环形电流线圈的永磁体磁场计算方式，相较于其他电磁学商用计算器软件能更快地进行多变量求解，且大幅度的缩短前期设计所需投入的时间成本。

主权项

一种基于转子廓型和磁场耦合的电‑永磁转子系统设计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，转子轮廓设计；步骤二，磁场耦合快速算法；步骤三，驱动机构的控制方法设计；其中，所述步骤一包括如下步骤：步骤1.1，使用双谐波函数进行转子轮廓曲线的初步设计；步骤1.2，对步骤1.1输出的转子轮廓曲线进行曲线评判；步骤1.3，对步骤1.2中评判后的转子轮廓曲线进行转子偏摆区间选用；步骤1.4，求步骤1.3中转子偏摆过程所需的最小力矩；所述步骤二包括如下步骤：步骤2.1，对磁场中的永磁体线圈等效处理；步骤2.2，计算步骤2.1中经过线圈等效后的永磁体表面磁场分布；步骤2.3，计算外加螺线管线圈磁场分布；步骤2.4，计算转子上的磁力矩，并求得转角‑外加螺线管激励电流‑力矩三参量曲线；所述转角‑外加螺线管激励电流‑力矩三参量曲线，是指：根据Maxwell张量矩阵求出永磁体表面单元上的磁力后，通过合力矩公式求出不同偏转角度之下，受不同外加激励螺线管线圈电流所产生的对应力矩曲线；步骤2.5，寻找三参量曲线中对应工作区间的螺线管激励电流的加载方式；所述步骤三包括如下步骤：步骤3.1，利用步骤2.5产生的偏转过程及螺线管激励电流加载方式，进行电流控制。