专利名称：永磁同步电机6i阶电磁转矩波动检测方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种永磁同步电机检测方法及装置，尤其是涉及一种考虑定子开槽和转子磁场谐波的表贴式永磁同步电动机6i阶电磁转矩波动检测方法及装置。
背景技术：
许多类型的表贴式永磁同步电动机(surface mounted permanent magnetsynchronous motors, SPMSM)被用作电动汽车的直接驱动电机,具有传动链短、传动高效、结构紧凑、功率密度高和调速范围宽的优点。然而，其6i阶(i e N)转矩波动却会造成电动机总成和电动汽车车身的阶次振动。
对于永磁同步电机6i阶转矩波动，有文献分析了 6倍次谐波转矩波动机理，讨论了 6倍次谐波转矩的抑制方法，但未对12倍次、18倍次等6i倍次转矩波动机理进行分析；有文献提出了永磁同步电机6i倍次电磁转矩的数学模型，但关键参数感应电动势I倍次、5倍次、7倍次谐波分量需要通过磁场计算或试验获取，I倍次电流谐波分量也需通过转矩指令才能获得。现有资料文献不能从精确解析表达式上揭示永磁同步电机6i倍次电磁转矩的根源。当假设在电枢绕组中通入正弦电流时，主要考虑两种引起转矩波动的因素。第一种是齿槽转矩。转子有对准永磁体磁路磁导最大处的趋势，从而产生了齿槽转矩。第二种是由永磁体气隙磁场分布中磁场谐波产生的转矩波动。因此，在转矩波动的计算中应当考虑由定子开槽引起的磁导变化和由永磁体产生的转子磁场谐波。然而，现有解析模型鲜有同时考虑定子开槽和转子磁场谐波。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种考虑定子开槽和转子磁场谐波的表贴式永磁同步电动机6i阶电磁转矩波动检测方法及装置。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现一种永磁同步电机6i阶电磁转矩波动检测方法，包括以下步骤I)输入定子开槽的永磁同步电机的磁场结构参数信息；2)根据磁场结构参数信息计算该定子气隙区域的磁导，并确定在定子不开槽时的磁场；3)由步骤2)中得到的磁导和磁场计算开槽时永磁体的磁场；4)由永磁体的磁场得到永磁体在电机绕组产生的磁链,并结合绕组间的感应磁链，获得绕组总磁链；5)根据绕组的总磁链计算得到其感应电动势；6)根据步骤5)得到的感应电动势计算电磁功率；7)由步骤6)得到的电磁功率计算永磁同步电机的电磁转矩，并获得其转矩波动，并输出。
步骤I)中的磁场结构参数信息包括永磁体的剩磁Br、极弧系数αρ、极对数p、永磁体圆弧半径Rm、转子铁心圆弧半径Rf定子铁心圆弧半径Rs、气隙长度μ r、永磁体厚度g、永磁体的相对磁导率hm、绕组节距yi、槽数Qs和槽宽度bQ。不开槽时的磁场B
权利要求
1.一种永磁同步电机6i阶电磁转矩波动检测方法，其特征在于，包括以下步骤 1)输入定子开槽的永磁同步电机的磁场结构参数信息； 2)根据磁场结构参数信息计算该定子气隙区域的磁导，并确定在定子不开槽时的磁场； 3)由步骤2)中得到的磁导和磁场计算开槽时永磁体的磁场； 4)由永磁体的磁场得到永磁体在电机绕组产生的磁链,并结合绕组间的感应磁链,获得绕组总磁链； 5)根据绕组的总磁链计算得到其感应电动势； 6)根据步骤5)得到的感应电动势计算电磁功率； 7)由步骤6)得到的电磁功率计算永磁同步电机的电磁转矩，并获得其转矩波动，并输出。
2.根据权利要求I所述的一种永磁同步电机6i阶电磁转矩波动检测方法，其特征在于，步骤I)中的磁场结构参数信息包括永磁体的剩磁4、极弧系数Cip、极对数P、永磁体圆弧半径Rm、转子铁心圆弧半径R1 、定子铁心圆弧半径Rs、气隙长度μ 1 、永磁体厚度g、永磁体的相对磁导率h、绕组节距yi、槽数Qs和槽宽度Iv
3.根据权利要求2所述的一种永磁同步电机6i阶电磁转矩波动检测方法，其特征在于，不开槽时的磁场BPM_le;ss ( Θ ^，在[(2i-l)p]2-l 关 O 时，
4.根据权利要求3所述的一种永磁同步电机6i阶电磁转矩波动检测方法，其特征在于，步骤3)中开槽时永磁体的磁场Bpm根据以下公式获得
5.根据权利要求I所述的一种永磁同步电机6i阶电磁转矩波动检测方法，其特征在于，步骤4)中绕组总磁链Wtrtal, dq、永磁体产生的磁链Wmagnrt, dq、感应磁链dq在dq坐标系下具有如下关系
6.一种用于实施如权利要求所述方法的永磁同步电机6i阶电磁转矩波动检测装置，其特征在于，包括参数信息输入模块、计算处理模块和输出模块，所述的参数信息输入模块用于输入永磁同步电机的磁场结构参数信息，计算处理模块用于对输入的磁场结构参数信息进行处理，计算获得转矩波动，所述的输出模块用于输出最终获得的转矩波动或处理过程中的中间结果。
7.根据权利要求6所述的永磁同步电机6i阶电磁转矩波动检测装置，其特征在于，所述的输出模块采用图表的方式输出最终获得的转矩波动或处理过程中的中间结果。
全文摘要
本发明涉及一种永磁同步电机6i阶电磁转矩波动检测方法及装置，装置包括参数信息输入模块、计算处理模块和输出模块，其方法首先由参数信息输入模块输入永磁同步电机的磁场结构参数信息，再由计算处理模块进行处理得到转矩波动，然后通过输出模块输出最终结果或者处理过程中产生的中间结果。与现有技术相比，本发明考虑了定子开槽的状况和转子磁场谐波，使得检测结果的精度大大提高。
文档编号H02P21/14GK102946226SQ20121016974
公开日2013年2月27日 申请日期2012年5月28日 优先权日2012年5月28日
发明者马琮淦, 左曙光, 谭钦文, 孙庆, 孟姝, 高丽华 申请人:同济大学