[发明专利]基于拼接法的感应电机转子侧电磁量谐波的快速分离方法

权利要求书

1.一种基于拼接法的感应电机转子侧电磁量谐波的快速分离方法，包括如下步骤：

步骤1：根据转子齿和导条空间分布上的对称性，对转子一对极下的所述齿和所述导条上的各有限元单元建立对应关系；

步骤2：采用时步有限元法求出负载条件下上述各齿单元磁密和各导条单元电密的一段波形，波形的时长可由每对极下的转子槽数和转差频率计算得到；

步骤3：分别将上述各齿单元的磁密波形段和各导条单元的电密波形段按照电机旋转的方向依次拼接起来，从而得到完整转差周期下的磁密和电密波形；

步骤4：采用离散傅里叶变换求得拼接后的磁密和电密波形的各次谐波幅值。

2.根据权利要求1所述的一种基于拼接法的感应电机转子侧电磁量谐波的快速分离方法，其特征在于：感应电机转子磁密和电密波形的时空对应关系是，在一对极下，转子不同齿和导条内相同位置上的磁密和电密波形分别是一致的，只是存在一定的相位差，转子磁密波B(θ_R,t)中的上述空间对应关系由如下方程式表达：

其中，B_m是磁密幅值，θ_B是以转子为参考系的齿上不同位置的机械角度，t是时间，ω₁为工频角频率，s是转差率，p是极对数，是磁密的相角，N_S为定子槽数，n＝1,5,7,11,13,……为磁动势谐波次数，q＝0,1,2,……为磁导谐波次数；转子电密波J(θ_J,t)中的空间对应关系也由相似的方程式表达：

其中，J_m是电密幅值，θ_J是以转子为参考系的导条上不同位置的机械角度，是电密的相角。

3.根据权利要求2所述的一种基于拼接法的感应电机转子侧电磁量谐波的快速分离方法，其特征在于：各齿和导条空间对应位置上需要计算的波形段的时间长度可根据每对极下的转子槽数和转差频率计算得到，其计算公式如下：

T＝p/(sf₁N_r)

其中，T为所需计算的波形段时间长度，f₁为工频频率，N_r为转子槽数。

4.根据权利要求3所述的一种基于拼接法的感应电机转子侧电磁量谐波的快速分离方法，其特征在于：所需计算的转子槽磁密和导条电密波形段的数量都等于每对极下的转子槽数，即N_r/p，将一对极下N_r/p个齿磁密波形段和N_r/p个导条电密波形段分别拼接在一起，就可以复原一个完整转差周期(1/sf)下的磁密和电密波形。

5.根据权利要求4所述的一种基于拼接法的感应电机转子侧电磁量谐波的快速分离方法，其特征在于：转子齿磁密和导条电密波形中所含有的主要阶次谐波的频率f_h可由下式求得：

6.根据权利要求5所述的一种基于拼接法的感应电机转子侧电磁量谐波的快速分离方法，其特征在于：还原转差周期(1/sf)的转子磁密和电密波形所需的计算时间，理论上仅为传统方法的p/N_r。