[发明专利]设计磁障内永磁体长度的方法、系统、终端及存储介质

说明书

本发明公开了一种设计磁障内永磁体长度的方法及其系统，其方法包括：根据转子结构建立如下等效磁路模型：第i层磁障和嵌于该磁障内的永磁体等效为并联结构且具有第i等效磁阻R′_mi，穿过第i等效磁阻R′_mi的磁通为第i等效磁通Φ′_mi；穿过第i气隙磁阻R_gi的磁通为第i气隙磁通Φ_gi，前i层磁障至定子的磁路等效于前i‑1层的磁路与第i气隙磁阻R_gi并联后再与第i等效磁阻R′_mi串联；第i层永磁体剩磁磁通Φ_remi包括第i等效磁通Φ′_mi和第1至第i气隙磁通；获取第i气隙磁密B_avgi，根据第i气隙磁密和等效磁路模型求解第i层的永磁体长度。根据转子结构建立磁路等效模型，可以快速地确定多层磁障内不同永磁体的长度，极大地提高了电机设计初期永磁体用量的评估效率。

技术领域

本发明属于电机设计领域，更具体地，涉及一种设计磁障内永磁体长度的方法、系统、终端及存储介质。

背景技术

近年来，电动汽车的快速发展给汽车领域带来了巨大的变革。内置式永磁同步电机由于其高效率和高功率密度的优势，已大规模应用在电动汽车或混合动力汽车上。由于内置式永磁同步电机的性能严重依赖于高性能的稀土永磁材料，而稀土资源开发受限且价格昂贵，限制了永磁同步电机的进一步推广。在此背景下，永磁辅助同步磁阻电机受到了越来越多学者的青睐。与同步磁阻电机类似，永磁辅助同步磁阻电机通过在每极转子下引入多层磁障结构来提高电机的凸极比和磁阻转矩。因此，既可以使用成本低廉且无稀土成分的铁氧体以获得良好的性价比，又可采用稀土永磁材料来获得更好的电磁性能。这种高凸极比的设计既能减小永磁体用量，又能提升电机的弱磁性能，这让永磁辅助同步磁阻电机在电动或混合动力汽车领域、低速大转矩直驱系统等方面有着良好的应用前景。

永磁辅助同步磁阻电机中每层磁障内永磁体尺寸是该类电机设计的关键，如何设计每一层磁障内的永磁体尺寸以最大限度降低永磁体的使用量是亟需解决的问题。由于高凸极比的设计造成了转子结构的复杂度大大增大，目前尚未形成一种较好的设计方法来优化每层磁障内永磁体的长度。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种设计磁障内永磁体长度的方法、系统、终端及存储介质，其目的在于通过建模方式简化磁障内永磁体长度的计算。

为实现上述目的，按照本发明的第一个方面，提供了一种设计磁障内永磁体长度的方法，其包括：

根据转子结构建立等效磁路模型，所述转子具有沿远离定子方向依次向后排布的N层磁障，N≥1，所述等效磁路模型包括：

第i层磁障和嵌于该磁障内的永磁体等效为并联结构且具有第i等效磁阻R′_mi，穿过第i层磁障和嵌于该磁障内的永磁体的磁通等效于穿过第i等效磁阻R′_mi的第i等效磁通Φ′_ni；

第i-1层磁障与每i层磁障之间的定子气隙具有第i气隙磁阻R_gi，穿过第i气隙磁阻R_gi的磁通为第i气隙磁通Φ_gi，前i层磁障至定子的磁路等效于前i-1层的磁路与第i气隙磁阻R_gi并联后再与第i等效磁阻R′_mi串联；

第i层永磁体剩磁磁通Φ_remi包括第i等效磁通Φ′_mi和第1至第i气隙磁通；

获取第i气隙磁密B_avgi，根据第i气隙磁密和所述等效磁路模型求解第i层的永磁体长度。

优选地，空载气隙磁密呈阶梯型分布，获取第i气隙磁密，包括：

获取呈正弦的气隙磁密基波幅值B_g1；