[发明专利]提高同步磁阻电机凸极比的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高同步磁阻电机凸极比的方法。

背景技术

近年来，由于同步磁阻电机(SynchronousReluctanceMachine，以下简称SynRM)的转动惯量小、动态响应快、过载能力强，易于弱磁扩速等优点，被广泛应用于各种高品质变速传动以及风力发电、航天航空等领域。国内外学者对于同步磁阻电机的工作原理、本体结构特性、驱动控制技术、电磁性能分析等方面，都做了深入的研究。

SynRM主要性能指标之一是电机的功率因数，而功率因数的提高会减小输电线路上的输电电流的增大和降低输电线上的焦耳损耗和功率损失，因此，功率因数的大小会直接影响电机的运行性能，而影响功率因数的主要因素是由凸极比所引起的，所以，如何提高SynRM的凸极比，成为近几年研究的难点和热点问题。

文献报道[ZhangXinan,FooGilbertHockBeng,VilathgamuwaD.M.,etal.Animprovedrobustfield-weakeaningalgorithmforDirect-Controlledsynchronousreluctancemotordrives.[J].IEEETransactionsonIndustrialElectronics,2015,.62(5):3255-3263.]采用有限元法分析得到了气隙长度与空气层占比是影响电机凸极比的结构参数，但是有限元计算需要占用很大的计算机内存资源，且在改变气隙长度与空气层占比数值的同时SynRM的模型就需要重新建立，这无疑加大了设计者的工作量。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供提高同步磁阻电机凸极比的方法。该方法是以同步磁阻电机固有的定子、转子结构参数为基础，直接从同步磁阻电机的等效d轴及q轴磁路入手得到凸极比的计算公式，同时通过该凸极比的计算公式进一步得到同步磁阻电机凸极比和待优化结构参数间的关系式，通过调整结构参数的取值范围得到更高的凸极比。该方法与有限元法相比，可大大减少所占用的计算机内存资源，同时降低了数学运算的难度，既能显著提高SynRM的凸极比，又能实现对SynRM的固有结构参数进行优化。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：提高同步磁阻电机凸极比的方法，该方法的具体步骤是：

第一步：确定SynRM的结构参数

需要确定SynRM的结构参数包括：Ⅰ.测量得到SynRM的转子结构参数，包括绝缘屏障的层数m、相邻两层导磁硅钢片间的绝缘屏障宽度t、铁芯有效长度l，相邻两绝缘屏障间导磁硅钢片的宽度2t、各层绝缘屏障所在圆的圆心以及半径r_i、各层绝缘屏障的张开角度θ_i、转子外径u；Ⅱ.测量确定SynRM的定子内径与转子外径间的气隙长度δ；

第二步：d轴磁路总磁阻R_d的等效计算

阻碍各层导磁硅钢片磁通流通的各个磁阻之间满足并联关系，通过式(1)等效计算d轴磁路总磁阻R_d

R_d＝R₁//R₂//…//R_j//……(1)

其中，j表示为第j层导磁硅钢片，R_j表示阻碍第j层导磁硅钢片磁通流通的磁阻值，R_j通过式(2)得到：