[发明专利]一种开关磁阻电机复杂电力电子系统的非线性建模方法

摘要

本发明公开一种基于变形的函数Sigmoid插值方法的开关磁阻电机复杂电力电子系统的非线性建模方法。首先，利用二维有限元法得到开关磁阻直线电机的磁链值，分析了平均磁链密度梯度覆盖曲线，提出并分析了一种新的磁化曲线准线性模型；其次，对一台开关磁阻电机的六个关键曲线进行了测试，利用变形的函数Sigmoid对整个磁化曲线进行插值，并对几个关键相电流曲线进行采样，与此同时，考虑了互感作用，并给出了相应的相绕组模块。该方法提出了一种新的非线性建模方法，可用于开关磁阻电机的非线性建模，并考虑了互感的影响，因此大大提高了模型的精度，具有良好的工程应用价值，本方法提出的高精度非线性建模方法也对开关磁阻电机的进一步研究具有重要意义。

主权项

1.一种基于变形的函数Sigmoid的开关磁阻电机复杂电力电子系统的非线性建模方法，其特征在于：当励磁电流通入到电机定子绕组时，磁场强度也会相应增大。当某一相绕组在不同的相对位置时，电流的饱和现象也会出现，传统的建模方法精度有所降低。利用有限元计算软件FLUX计算六个关键相对位置的磁化曲线，利用六个关键相对位置的磁化曲线来分析铁芯中的磁通量分布。其中，六个关键相对位置分别为：(1)一相绕组定子磁极中心线与两个动子磁极之间中心线重合的不对齐位置；(2)一相绕组定子磁极与动子磁极的临界相邻位置；(3)一相绕组定子磁极与动子磁极大约25％的重叠位置；(4)一相绕组定子磁极与动子磁极大约50％的重叠位置；(5)一相绕组定子磁极与动子磁极大约75％的重叠位置；(6)对齐位置，即一个定子磁极的中心线与一个动子磁极的中心线相重合。经过有限元计算软件FLUX的计算，得到六条平均磁化曲线，根据得到的六条已知磁通量密度曲线建立准线性模型，根据建立的准线性模型可以发现不同相对位置的磁化曲线差分的比值，基本满足函数Sigmoid，为了可以改变函数Sigmoid的幅值与拐点，对函数Sigmoid进行变形，将模型导入MATLAB中进行训练后，可以得到较高精度的磁通量密度曲线。