一种磁悬浮永磁平面电机磁钢阵列参数优化的方法

摘要

本发明公开一种磁悬浮永磁平面电机磁钢阵列参数优化的方法，采用平均基波幅值设定期望气隙磁密，建立期望气隙磁密的数学模型；利用不同水平高度上的平均基波幅值计算有效磁场空间高度范围内的期望磁密总平均基波幅值，通过气隙磁密谐波模型计算出实际磁密与期望气隙磁密的平均相对均方差；根据“期望磁密总平均基波幅值应尽可能大，实际磁密与期望磁密的平均相对均方差应尽可能小”的原则确定磁钢参数，优化结果可以有效地抑制了高次谐波，尤其对2次谐波有较强的抑制作用。

主权项

一种磁悬浮永磁平面电机磁钢阵列参数优化的方法，磁悬浮永磁平面电机的定子为永磁磁钢阵列，由主磁钢和副磁钢采用Halbach排列方式组合而成，其特征是包括以下步骤；（1）建立Halbach型磁钢阵列磁场坐标系和，坐标系的原点位于主磁钢中心，轴、轴分别与主磁钢边垂直，坐标系为坐标系绕轴逆时针旋转后所得的坐标系，处为磁场强侧；利用Halbach磁钢阵列强侧磁场在坐标系下的磁密谐波模型，得到Halbach磁钢阵列强侧磁场在坐标系下的磁密向量，计算距离磁钢阵列表面不同水平高度上的平均基波幅值，由平均基波幅值构建磁密期望基波模型；所述磁密谐波模型：，、、为在坐标系中磁密计算点的坐标值，为磁钢的相对磁导率，为磁钢的剩磁，、分别是、轴向上的谐波阶次，，，，，，，，；所述平均基波幅值：，和分别为一定时、和轴向磁密分量基波的平均幅值，当为一定值时，磁密各轴向分量的基波幅值是()的函数，和分别为一定但()不同时的、和轴向磁密分量基波幅值；所述磁密期望基波模型；（2）根据不同水平高度上的所述平均基波幅值计算在有效磁场空间高度范围内的期望磁密总平均基波幅值；（3）根据所述磁密谐波模型求得磁钢阵列的实际磁密即磁密向量的、和轴向分量，根据所述磁密期望基波模型求得期望磁密即的、、轴向分量，从而求得实际磁密与期望磁密的平均相对均方差；所述平均相对均方差：；（4）将和按、和轴向分别分成、和等份，所述期望磁密总平均基波幅值、实际磁密与期望磁密的平均相对均方差分别离散化得：，，作出所述期望磁密总平均基波幅值与比值的关系曲线及所述平均相对均方差与的关系曲线，根据所述期望磁密总平均基波幅值应尽可能大以及所述平均相对均方差应尽可能小的原则确定主磁钢宽度和副磁钢宽度，为总磁钢宽度。