[发明专利]一种轴向磁通次级导条式永磁涡流制动器建模方法

权利要求书

1.一种轴向磁通次级导条式永磁涡流制动器建模方法，其特征在于，所述建模方法包括以下步骤：

步骤1：通过有限元法分别计算了低速时和高速时次级导条式涡流制动器的磁场分布；

步骤2：基于步骤1中的磁场分布，分析导体的垂直边缘上的磁通密度的圆周分量；

步骤3：基于步骤2的分析结果，引入等效的槽弧系数β’；

步骤4：确定步骤3中等效的槽弧系数β’中的待定正数系数η；

所述步骤4确定等效的槽弧系数中的待定正数系数具体包括以下步骤：

步骤4.1：计算参考工况时的待定正数系数；

步骤4.2：基于步骤4.1的待定正数系数，计算单个参数变化时待定系数的变化曲线；

步骤4.3：通过最小二乘法拟合得到函数表达式；

步骤4.4：通过步骤4.3的函数表达式，计算若干个不同工况下待定正数系数；

步骤4.5：将步骤4.3的函数表达式和步骤4.4若干个不同工况下待定正数系数带入到公式(2)中，得到超定方程；

步骤4.6：通过最小二乘法计算步骤4.5的超定方程得到各个函数的权重系数；

确定等效的槽弧系数中的待定正数系数具体通过以下公式：

式中，η^*是参考工况时的待定系数，σ是导条电导率，c是导条厚度，δ是气隙长度，α是极弧系数，h_m是永磁体厚度，p是极对数，Q是槽数，R_e是平均半径；f₁至f₉是随设计参数变化的函数，表示各个设计参数对待定系数的影响；λ₁至λ₉是f₁至f₉的权重系数表示不同设计参数对待定系数有着不同程度的影响；通过有限元法计算待定系数随各个设计参数的变化趋势，并通过最小二乘法能求出f₁至f₉的表达式

步骤5：利用步骤3和步骤4实现次级导条式涡流制动器的数学模型的建立；

通过有限元法计算若干个工况，并通过最小二乘法求解超定方程，得到了各个函数的权重系数；至此，得到待定正数系数的表达式，并首先代入到等效的槽弧系数公式，随后将等效的槽弧系数代入到通过传统子域模型法得到的数学模型中，得到改进的数学模型；

所述等效的槽弧系数具体为，

β′＝βexp(-ηn) (1)

式中，β’和β分别表示等效的槽弧系数和实际的槽弧系数，η为待定正数系数，n为转速。

2.根据权利要求1所述一种轴向磁通次级导条式永磁涡流制动器建模方法，其特征在于，所述步骤2分析导体的垂直边缘上的磁通密度的圆周分量具体为，导体的垂直边缘上的磁通密度的圆周分量随转速的增加而增加。

3.根据权利要求1所述一种轴向磁通次级导条式永磁涡流制动器建模方法，其特征在于，在转速为零时等效槽弧系数等于实际槽弧系数，随着转速的增大，等效槽弧系数逐渐减小。

4.根据权利要求1所述一种轴向磁通次级导条式永磁涡流制动器建模方法，其特征在于，所述步骤1的次级导条式涡流制动器可替换为径向磁通结构或者直线磁通结构、电励磁结构、混合励磁结构或单边次级结构。

5.根据权利要求1所述一种轴向磁通次级导条式永磁涡流制动器建模方法，其特征在于，所述步骤5的次级导条式涡流制动器可替换为径向磁通结构或者直线磁通结构、电励磁结构、混合励磁结构或单边次级结构。