一种非正弦供电多相电机的磁势分析方法

摘要

本发明属于电机分析设计技术领域，公开了一种非正弦供电多相电机的磁势分析方法，该方法引入等值正序电流与等值反序电流的概念，将合成的正转圆形旋转磁场与反转圆形旋转磁场分别看作由等值正序电流与等值反序电流产生，将各次谐波电流表示为指数形式的电流相量，以磁势等效为基础，得到各次谐波磁势所对应的谐波等值序电流，再直接求相应的空间谐波正转磁势与反转磁势。本发明方法从电机学基本原理出发，概念清晰，避免了传统方法将每相各次谐波磁势叠加的庞大计算，适用于多种工况下的多相电机磁势分析；即使遇到缺相或绕组不对称、电流不对称等故障情况时，只需要更改电流矩阵或绕组空间位置矩阵中的相应元素即可。

主权项

一种非正弦供电多相电机的磁势分析方法，其特征在于，所述磁势分析方法包含以下步骤：(1)将电机运行时流过绕组的多相非正弦电流进行傅立叶分解，得到各奇次谐波电流，并用相量的指数形式表示各奇次谐波电流，各奇次谐波电流对应的相位角不同，在指数式中用不同幅角表示；(2)选取参考绕组，设定等值正序电流与等值反序电流为参考绕组中流过的电流，取参考绕组位置作为空间电角度的坐标原点，各相绕组的空间电角度也以指数形式表示，各奇次空间谐波对应的不同空间电角度在指数式的幅角中体现；(3)根据空间磁势合成法则，所有相电流产生磁势的合成正转磁势、反转磁势分别等于基准绕组中等值正序电流产生的正转磁势、等值反序电流产生的反转磁势；在计算针对某一等值正序电流、反序等值电流时，将反映各相绕组空间电角度的指数式作为元素组成空间电角度行向量矩阵，该矩阵的列数等于多相绕组的相数；再将指数式表示的各相电流相量作为元素组成电流列向量矩阵，该矩阵的行数等于多相绕组的相数；(4)将空间电角度行向量矩阵扩展为多行矩阵，并记为绕组空间位置矩阵，其各行依次对应各奇次空间谐波磁势，该矩阵行数由所求空间谐波磁势次数所定；再将电流列向量矩阵扩展为多列矩阵，并记为电流矩阵，其各列依次对应各奇次时间谐波电流，该矩阵列数由所取时间谐波电流次数所定；将空间电角度行向量矩阵和电流列向量矩阵相乘就得出各奇次谐波电流产生各奇次谐波磁势所对应等值正序电流幅值与相角、等值反序电流幅值与相角；(5)由求得的等值正序电流、等值反序电流得到对应的各次谐波正、反转磁势，其中，由求得的各次谐波等值正序电流得到对应的各次谐波正转磁势具体为：其中，f_pνμ是μ次谐波电流产生的ν次谐波正转磁势,F_pνμ是正转磁势f_pνμ的幅值，I_pνμ是等值正序电流的模，是的幅角，Nk_wν是参考绕组ν次谐波有效匝数，ω是电流时间角速度，θ是磁势旋转空间角速度，p是极对数；所述各次谐波反转磁势为：其中，f_nνμ是μ次谐波电流产生的ν次谐波反转磁势,F_nνμ是反转磁势f_nνμ的幅值，I_nνμ是等值反序电流的模，是的幅角,Nk_wν是参考绕组ν次谐波有效匝数，ω是电流时间角速度，θ是磁势旋转空间角速度，p是极对数。