[发明专利]一种多相永磁电机的参数化设计方法

权利要求书

1.一种多相永磁电机的参数化设计方法，其特征在于包括以下步骤：

一、输入或修改电机的设计变量；

二、输入或修改电机的虚拟测试配置；

三、根据步骤一中的设计变量生成需评估的电机设计列表；

四、对步骤三中电机设计列表中的电机进行有限元建模并设置；

五、根据步骤二中的参数利用步骤四中的有限元模型进行有限元虚拟测试；

六、对步骤五中的结果进行后处理；

七、重复步骤四至步骤六直至步骤三中的电机设计列表中的参数都完成评估；

八、生成电机设计和性能的报表；所述报表包括单个电机设计的分类测试结果报表、单个电机设计的综合性能报表以及多设计变量扫描的海量电机设计的性能对比报表。

2.根据权利要求1所述的多相永磁电机的参数化设计方法，其特征在于：步骤一中的设计变量包括设置变量、通用设计变量、不同槽型所独有的设计变量和不同转子磁极类型所独有的设计变量。

3.根据权利要求2所述的多相永磁电机的参数化设计方法，其特征在于：任一所述设计变量的输入值既可以是一个单值，也可以是一个数组，表示该电机设计变量的遍历取值范围。

4.根据权利要求2所述的多相永磁电机的参数化设计方法，其特征在于：设置变量包括仿真平台所需的仿真设置参数和本型电机设计的工况设置参数。

5.根据权利要求2所述的多相永磁电机的参数化设计方法，其特征在于：通用设计变量是指不同结构电机所公有的设计变量，包括电机各部分的材料、电机的绕组参数、定子槽几何尺寸、电机宏观几何尺寸、转子磁极几何尺寸和槽满率计算模块；独有的设计变量是指不同的定子槽型和转子磁极类型所具有的独有的设计变量，其用以进一步定义和描述具体的定子槽尺寸和转子磁极尺寸。

6.根据权利要求5所述的多相永磁电机的参数化设计方法，其特征在于：槽满率计算模块为辅助计算模块，其根据电机的绝缘规范、部分绕组参数和部分定子槽几何尺寸计算出定子槽的实际槽满率，并填写回定子槽几何尺寸中。

7.根据权利要求1所述的多相永磁电机的参数化设计方法，其特征在于：步骤二包括：a)确定虚拟测试的类型；b)根据a)中确定的虚拟测试类型配置测试的相关参数。

8.根据权利要求1所述的多相永磁电机的参数化设计方法，其特征在于：步骤四中的有限元建模过程包括以下步骤：

1)根据电机的设计变量与有限元内核对接，创建空白模型；

2)通过设计变量确定电机极槽配合和建模对称周期；

3)绘制定子铁心、定子槽和槽内导体；

4)对槽内导体分相，利用分相结果确定绕组轴线的位置，并施加绕组激励；

5)绘制转子磁极，并施加永磁体激励；

6)绘制求解域，设置边界条件和运动关系；

7)设置网格剖分和仿真时步参数，并定义对后续结果分析的场函数。

9.根据权利要求8所述的多相永磁电机的参数化设计方法，其特征在于：步骤4)中的分相包括以下步骤：

①计算机械上相邻槽之间的机械角度差α_s，

②利用槽矢量行星图，计算相邻相量间的电角度差α_ph；

③进一步计算计算机械上相邻槽的电角度差

④计算机械上相邻的槽在槽矢量行星图的主行星中跳过的相邻相量的数目k，

⑤根据步骤④中的结果将主行星的所有相量依次填满获得主行星相量编号和槽的机械序号的映射关系，根据步骤④中的结果将从行星的所有相量依次填满获得从行星相量编号和槽的机械序号的映射关系；

⑥判断是否为整数，计算电机的相带数和每相带槽数：

是整数，相带数＝2m，

不是整数，相带数＝m，

⑦通过已得到的槽编号到相量编号对应关系，查出属于第1相各相带上层边的槽编号，对相带的上层边设置激励源参考方向；在各相带上层边设置完毕后，找出其对应的下层边，并设置其激励源参考方向；

⑧在第1相上述设置完毕后，重复步骤⑦直至所有相设置完毕；

其中，Q—电机总槽数；p—电机极对数；m—电机相数；t电机的周期数，其为电机总槽数Q和电机极对数p的最大公约数。