[发明专利]基于分布参数的电机气隙磁场建模方法及其应用

摘要

本发明涉及一种基于分布参数的电机气隙磁场建模方法及其应用，其中，所述建模方法包括：1)选取电机工作点：将相电流有效值和定子电流矢量相对转子位置d轴的空间相位角的电机实际工作区间分别等分，根据磁动势等效原则获得同步直角坐标系下的电机电流工作点；2)求取各工作点下电机气隙磁场分布的数值；3)对所述数值进行傅里叶级数展开；4)以关于电机电流工作点的多项式拟合傅里叶系数，并将气隙磁场波形转化为关于交直轴电流以及空间机械角度的数学模型。与现有技术相比，本发明建立电机的分布参数模型能更准确地对电机进行数学描述，将所建立的模型应用于电机控制中，提高了控制精度。

主权项

1.一种基于分布参数的电机气隙磁场建模方法，其特征在于，包括以下步骤：1)选取电机工作点：将相电流有效值Is和定子电流矢量相对转子位置d轴的空间相位角β的电机实际工作区间分别等分为wI与wβ份，根据磁动势等效原则获得同步直角坐标系下的电机电流工作点：其中，β^m分别为第m个工作点的相电流有效值和空间相位角，m＝1,2,...,W，W＝w_I×w_β；2)求取各工作点下电机气隙磁场分布的数值其中，θ_i为相应的空间电角度坐标值，i＝1,2,...,L，L为各工作点所包含的空间电角度个数；3)对所述数值进行傅里叶级数展开：其中，为第m个工作点下的气隙磁场波形的傅里叶拟合，p为电机极对数，M为所选取的傅里叶级数展开阶数，θ为同步直角坐标系下的空间机械角度，为其对应的第k阶傅里叶系数；4)以关于电机电流工作点的多项式拟合并将气隙磁场波形转化为关于交直轴电流I_d、I_q以及空间机械角度θ的数学模型：其中，为气隙磁场波形函数；C(θ)＝[cos0(pθ) ... cosk(pθ) ... cosM(pθ)]；S(θ)＝[sin0(pθ) ... sink(pθ) ... sinM(pθ)]；A＝[α0,...,αk,...,αM]T，B＝[β0,...,βk,...,βM]T；X＝[1,Id,Iq,Id2,IdIq,Iq2,...,IdN,IdN‑1Iq,...,IdIqN‑1,IqN]T；A、B为分布参数，α_k为傅里叶系数的多项式系数向量，β_k为傅里叶系数的多项式系数向量，N为多项式拟合阶数。