【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種內置式永磁同步電機空載磁場獲取方法、系統、裝置和介質，屬于永磁同步電機磁場解析。
技術介紹
1、永磁同步電機具有高性能、高功率密度、高可控性等優點，在工業生產、軌道交通、電動汽車等多個領域得到廣泛應用，高性能、低扭振、低噪聲的永磁同步電機越來越受到人們的青睞。目前，關于永磁同步電機的研究主要集中在電機結構優化、電磁振動分析、軸電壓抑制、多物理場仿真等方面。而開展上述研究的基礎是建立一種有效的電機磁場計算方法，以實現電機磁場的快速準確計算。
2、目前常采用解析法和有限元法計算電機的磁場。有限元法計算精度高，且能計及復雜電機結構、鐵心飽和、永磁體退磁等諸多因素的影響。但該方法需要對電機仿真模型進行密集剖分，耗時較長，且難以與先進智能分析方法相結合，限制了該方法的適用范圍。現有解析法主要包含磁動勢—磁導法、保角變換法、子域法等。解析法計算速度快，且能對電機機理進行深層次分析。隨著各種優化解析方法的出現，解析法計算精確得到大幅提高，使用范圍更加廣泛。但內置式永磁同步電機結構較為復雜，采用解析法計算該類型電機的磁場面臨諸多困難。
技術實現思路
1、本專利技術目的是提供了一種內置式永磁同步電機空載磁場獲取方法、系統、裝置和介質，該技術適用于v型內置式永磁同步電機空載磁場的快速準確計算，為后續電機多物理場仿真、電機結構優化、電磁振動削弱等研究提供技術支撐。
2、本專利技術為實現上述目的，通過以下技術方案實現：
3、一種內置式永磁同步電機空載磁
4、將內置式電機結構劃分子域，包括定子槽、定子槽口、氣隙、隔磁橋和轉子槽；
5、結合各子域結構參數，采用分離變量法得到各個子域內矢量磁位的通解表達式；
6、建立相鄰子域邊界條件，根據邊界條件計算得到各個子域內的矢量磁位；
7、基于各個子域內的矢量磁位，計算電機的空載磁場。
8、優選的，轉子槽子域內矢量磁位的通解表達式如下：
9、，
10、其中，，表示第個轉子槽子域內的矢量磁位，和分別為徑向和切向位置，為真空磁導率，和分別為第 i個轉子槽內永磁體磁化強度的徑向和切向分量，取該轉子槽子域中心位置對應的數值，、、、為待定系數，表示第個轉子槽底部半徑，表示第個轉子槽頂部半徑，表示第個轉子槽寬度角，表示第個轉子槽中心位置角。
11、優選的，位于轉子槽與轉子外表面之間兩個隔磁橋內矢量磁位和的通解表達式分別為：
12、，
13、，
14、其中，，為上述隔磁橋的寬度角，、、、、、、、均為待定系數，和分別為上述隔磁橋的頂部半徑和底部半徑，表示所對應隔磁橋中心位置角；
15、位于轉子槽之間隔磁橋內矢量磁位的通解表達式如下：
16、，
17、其中，，為上述隔磁橋的寬度角，、、為待定系數，和分別為上述隔磁橋的頂部半徑和底部半徑。
18、優選的，根據邊界條件計算得到各個子域內的矢量磁位，具體方式如下：
19、建立所有子域的邊界條件；
20、將各子域內矢量磁位通解表達式與邊界條件聯立求解，得到矢量磁位通解表達式的待定系數滿足的關系式，關系式的矩陣方程形式如下：
21、，
22、其中，為基于邊界條件推導得到的系數矩陣，為基于邊界條件推導得到的常數矩陣；
23、根據關系式得到待定系數的具體數值，將其代入相應子域內矢量磁位通解表達式，得到各個子域內矢量磁位的最終表達式。
24、優選的，所述轉子槽邊界條件如下：
25、，
26、，
27、，
28、其中，為第個轉子槽子域內磁場強度的切向分量，。
29、一種內置式永磁同步電機空載磁場獲取系統，包括：
30、子域劃分模塊，被配置為：對內置式永磁同步電機結構進行子域劃分，并確定各個子域的結構參數；
31、邊界條件計算模塊，被配置為：根據各個子域結構參數，推導得到相鄰子域之間的邊界條件；
32、磁位計算模塊，被配置為：推導各個子域內矢量磁位的通解表達式，在此基礎上結合邊界條件計算子域的矢量磁位；
33、磁場計算模塊，被配置為：基于各個子域內的矢量磁位，計算電機的空載磁場。
34、一種內置式永磁同步電機空載磁場獲取裝置，包括處理器和存儲有程序指令的存儲器，所述處理器被配置為在運行所述程序指令時，執行所述的內置式永磁同步電機空載磁場獲取方法。
35、一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執行時實現所述的方法。
36、本專利技術的優點在于：本專利技術提供了一種內置式永磁同步電機空載磁場計算方法，通過該方法能夠快速準確計算電機的空載磁場，與有限元仿真相比大大縮短了計算時間；同時該方法能夠與先進優化算法相結合，使之適用于電機的快速優化設計。本專利技術為電機磁場計算和電磁參數計算提供了便利，為永磁同步電機的電磁設計提供了有效手段。
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1.一種內置式永磁同步電機空載磁場獲取方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的內置式永磁同步電機空載磁場獲取方法，其特征在于，轉子槽子域內矢量磁位的通解表達式如下：
3.根據權利要求1所述的內置式永磁同步電機空載磁場獲取方法，其特征在于，位于轉子槽與轉子外表面之間兩個隔磁橋內矢量磁位和的通解表達式分別為：
4.根據權利要求1所述的內置式永磁同步電機空載磁場獲取方法，其特征在于，根據邊界條件計算得到各個子域內的矢量磁位，具體方式如下：
5.根據權利要求4所述的內置式永磁同步電機空載磁場獲取方法，其特征在于，所述轉子槽邊界條件如下：
6.一種執行權利要求1-5任一所述方法的內置式永磁同步電機空載磁場獲取系統，其特征在于，包括：
7.一種內置式永磁同步電機空載磁場獲取裝置，包括處理器和存儲有程序指令的存儲器，其特征在于，所述處理器被配置為在運行所述程序指令時，執行如權利要求1-5任一所述的內置式永磁同步電機空載磁場獲取方法。
8.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，其上存儲有計算機程序
...【技術特征摘要】
1.一種內置式永磁同步電機空載磁場獲取方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的內置式永磁同步電機空載磁場獲取方法，其特征在于，轉子槽子域內矢量磁位的通解表達式如下：
3.根據權利要求1所述的內置式永磁同步電機空載磁場獲取方法，其特征在于，位于轉子槽與轉子外表面之間兩個隔磁橋內矢量磁位和的通解表達式分別為：
4.根據權利要求1所述的內置式永磁同步電機空載磁場獲取方法，其特征在于，根據邊界條件計算得到各個子域內的矢量磁位，具體方式如下：
5.根據權利要求4所述的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：任杰，孫福春，李明，王安東，曹志偉，解笑蘇，朱應峰，許金陽，
申請(專利權)人：國網山東省電力公司電力科學研究院，
類型：發明
國別省市：
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