[发明专利]一种多相笼型感应电机磁场计算方法及系统

说明书

一种多相笼型感应电机磁场计算方法及系统，所述方法包括：根据激励源类型对电机求解区域进行划分，从而获得电机模型，基于电机模型求得定子绕组电流密度的分布函数；针对第k次电流密度谐波的影响，以各子域内的矢量磁位作为控制方程的求解对象，分别建立拉普拉斯方程、泊松方程和亥姆霍兹方程，并根据各分界面之间的边界条件求得矢量磁位的通解；基于各子域矢量磁位的通解，求解出各子域的谐波系数；基于各子域的谐波系数，根据气隙子域的矢量磁位表达式求出气隙磁密的径向和切向分量，根据气隙磁密的径向和切向分量，根据麦克斯韦张量法求得磁动势第k次空间谐波引起的转矩以及总的电磁转矩。

技术领域

本发明涉及电机磁场计算领域，具体涉及一种基于子域谐波模型的多相笼型感应电机磁场计算方法及系统。

背景技术

T.Lubin,etc.“Analytic calculation of eddy currents in the slots ofelectrical machines:Application to cage rotor induction motors,”IEEETrans.Magn.,vol.47,no.11,pp.4650–4659,Nov.2011。该方法用定子边缘处的等效电流层来代替定子绕组作为激励源，基于子域法计算笼式转子感应电动机转子导条中涡流分布以及电磁性能，但没有考虑具有齿尖的定子开槽，无法计算定子开槽对电机电磁性能的影响；

薛志强，周羽，李槐树.考虑定转子双边开槽时表贴式永磁电机空载磁场解析计算[J].电机工程学报，2017,33(8)。该方法为考虑定转子双边开槽时电机开路磁场分布的解析计算方法。根据永磁体等效表面电流法，径向平行永磁体产生的开路场等效于表面电流产生的开路场，求解了电机齿槽效应的影响，但该方法针对对象为表贴式永磁电机，不适用于笼型感应电机。

K.Boughrara,F.Dubas,and R.Ibtiouen,“2-D Analytical Prediction of EddyCurrents,Circuit Model Parameters,and Steady-State Performances in SolidRotor Induction Motors,”IEEE Trans.Mag.,vol.50,no.12,pp.1–14,2014。该方法计算感应电动机磁场分布、涡流、电路模型参数和稳态性能，考虑了定子槽和定子齿尖的影响，但是针对实心转子建立的磁势亥姆霍兹方程，未考虑转子开槽和铸铝导条的影响。

K.Boughrara,N.Takorabet,R.Ibtiouen,O.Touhami,and F.Dubas,“AnalyticalAnalysis of Cage Rotor Induction Motors in Healthy,Defective and Broken BarsConditions,”IEEE Trans.Magn.,vol.02,no.c,pp.1–1,2014。该方法假设旋转的笼型感应电机气隙中只含有基波磁势，所建立的子域模型不能进一步研究磁势的空间谐波对电机电磁性能的影响，对电机的优化设计有局限性。

发明内容

鉴于现有技术中存在的技术缺陷和技术弊端，本发明实施例提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于子域谐波模型的多相笼型感应电机磁场计算方法，具体方案如下：

作为本发明的第一方面，提供一种多相笼型感应电机磁场计算方法，所述方法包括：

步骤1，根据激励源类型对电机求解区域进行划分，从而获得电机模型，基于电机模型求得定子绕组电流密度的分布函数；

步骤2，针对第k次电流密度谐波的影响，以各子域内的矢量磁位作为控制方程的求解对象，分别建立拉普拉斯方程、泊松方程和亥姆霍兹方程，并根据各分界面之间的边界条件求得矢量磁位的通解；

步骤3，基于各子域矢量磁位的通解，求解出各子域的谐波系数；