(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111601195.1 (22)申请日 2021.12.24 (71)申请人 河海大学 地址 211100 江苏省南京市江宁开发区佛 城西路8号 (72)发明人 陈浈斐　李家玉　马宏忠　范晨阳　 章黄勇　凌志豪　王枫　 (74)专利代理 机构 南京纵横知识产权代理有限 公司 32224 专利代理师 冯宁 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/11(2006.01) (54)发明名称 一种切向式四层绕组分数槽永磁电机磁密 分布计算方法 (57)摘要 本发明公开了一种切向式四层绕组分数槽 永磁电机磁密分布计算方法， 包括： 将永磁电机 每处隔磁桥用矩形等效气隙进行等效； 预估隔磁 桥处的铁心的饱和程度； 计算等效气隙长度初始 值； 将电机区域划分为五类子域； 建立各子域内 矢量磁位方程和交界面上的边界条件； 通过求解 矢量磁位方程中的未知系数， 获得永磁电机磁密 表达式以及相对磁导率的误差； 通过更新隔磁桥 处铁心的相对磁导率迭代计算， 直至得到的相对 磁导率误差值小于限定值， 从而获得最终永磁电 机磁密结果。 本发明方法能准确计算出考虑铁心 饱和下的永磁电机磁密大小， 为切向式四层绕组 分数槽永磁电机的磁场计算和性能分析提供了 一种高效且精确的研究方法。 权利要求书5页 说明书10页 附图3页 CN 114491948 A 2022.05.13 CN 114491948 A 1.一种切向式四层绕组分数槽永磁电机磁密分布计算方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： 采用矩形气隙对永磁电机转子 中的每处隔磁桥分别进行等效处理， 得出单个隔磁桥的 实际宽度； 根据单个隔磁桥的实际宽度 预估隔磁桥处的铁心的饱和程度， 从而得出隔磁桥相对磁 导率值 μr1； 将磁导率值 μr1作为隔磁桥处铁心的相对磁导 率的初始值 μr1； 根据隔磁桥处铁心的相对磁导 率的初始值 μr1计算相应的等效矩形气隙长度la1； 基于等效矩形气隙长度la1得出电机磁场区域， 并将电机磁场区域划分为五类子域； 在 电机磁场区域的坐标系下分别建立五类子域的矢量磁位方程； 根据麦克斯韦理论分别建立各子域交界面的磁场特性， 获得各子域之间的交界面上的 边界条件； 将各子域的矢量磁位方程代入边界条件中， 求解矢量磁位方程中的未知系数， 获得永 磁电机的各子区域的矢量磁位， 并通过矢量磁位推导出 各子域的磁密表达式； 根据各子域的磁密表达式计算获得各子域本周期内的隔磁桥处铁心的相对磁导率计 算值 μr1'， 并计算本周期的相对磁导 率的误差 Δ μr1； 基于预设的相对磁导 率的误差 Δ μs判断， 选择输出 各子域的相对磁导 率计算值 μrz'； 将输出的各子域的相对磁导率计算值 μrz'输入电机磁场模型中最终解析出电机各子域 内的磁密分布情况。 2.根据权利要求1所述的一种切向式四层绕组分数槽永磁电机磁密分布计算方法， 其 特征在于， 每处隔磁桥分别进行等效处理后得出等效矩形气隙的宽度； 所述单个等效矩形 气隙的宽度等于单个隔磁桥的实际宽度； 进而等效矩形气隙长度la1的计算公式为： la1＝lb/ μr1                          (1) 式中， lb为隔磁桥实际的长度， la1为等效矩形气隙长度计算 值。 3.根据权利要求1所述的一种切向式四层绕组分数槽永磁电机磁密分布计算方法， 其 特征在于， 所述 五类子域包括： 等效气隙子域、 永磁体子域、 实际气隙子域、 定子槽口子域以 及定子槽身子域。 4.根据权利要求3所述的一种切向式四层绕组分数槽永磁电机磁密分布计算方法， 其 特征在于， 所述等效气隙子域设为区域 1j和区域3j， 永磁体子域设为区域2j， 实际气隙子域 设为区域 4， 定子槽口子域设为区域5i， 定 子槽身子域设为区域6i； 所述等效气隙区域1j内的矢量磁位的计算公式为： 等效气隙区域1j内的矢量磁位Az1方程为： 其中， Lp为中间变量， 计算公式为： 权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114491948 A 2永磁体区域2j内的矢量磁位Az2方程为： 其中， Uv为中间变量， 计算公式为： 等效气隙区域3j内的矢量磁位Az3方程为： 其中， Yq为中间变量， 计算公式为： 气隙区域 4内的矢量磁位Az4方程为： 定子槽口区域5i内的矢量磁位Az5i方程为： 其中， Fm为中间变量， 计算公式为： 定子槽身区域6i内的矢量磁位Az6i方程为： 其中， En为中间变量， 计算公式为： 公式(1)‑(12)中， 预设电机内的任意一点， r为在极坐标系下该点到电机圆心的半径， α 为该点的机械位置角， Az为该点处的矢量磁位轴向分量， Az分别对应的角标1j、 2j、 3j、 4、 5i 以及6i为该点处所属区域， PP为电机极数， QQ为电机槽数； p、 v、 q、 k、 m、 n为相应谐波次数， P、 V、 Q、 K、 M、 N分别为p、 v、 q、 k、 m、 n计算过程中取到的最大谐波次数， C1j、 D1j、 C2j、 D2j、 C3j、 D3j、 A4、 B4、 C4、 D4、 C5i、 D5i、 C6i、 D6i为待定系数， βe1为第j个磁极底部隔磁 桥等效气隙宽对应的圆心 角， βj为第j个磁极中心位置， βpm为磁极宽对应的圆心角， βe2为磁极顶部隔磁桥等效气隙宽 对应的圆心角， βe1、 βj、 βpm、 βe2均采用弧度制； αbo为槽口宽对应的圆心角， αi为第i个槽身中权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 114491948 A 3