无刷复合结构电机系统的优化设计方法

摘要

本发明涉及一种无刷复合结构电机系统的优化设计方法，包括建立无刷爪极双转子电机的数学模型，对电机的参数及性能分析；建立电机的三维有限元模型，分析电机内部的电磁场分布情况，计算出电机的参数及性能，采用二维等效有限元模型来仿真三维有限元模型，分析转矩密度和齿槽转矩与无刷爪极双转子电机主要结构参数之间的关系，然后采用有限元仿真方法给定样机参数确定方法，测试实验样机的功能。无刷爪极双转子电机作为无刷复合结构电机系统的一部分，解决了刷复合结构电机内转子绕组严重发热和需要电刷滑环馈电的问题。

主权项

一种无刷复合结构电机系统的优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：建立无刷爪极双转子电机的数学模型；步骤二：无刷爪极双转子电机的参数及性能分析；步骤三：建立无刷爪极双转子电机的三维有限元模型，分析电机内部的电磁场分布情况，计算出电机的参数及性能，包括空载磁密的分析、空载反电动势的分析、漏磁系数和电抗参数的计算；步骤四：简化无刷爪极双转子电机的三维有限元模型,采用二维等效有限元模型来仿真三维有限元模型，使二维有限元模型在每段磁通路径上具有与三维模型相同的磁阻和磁动势；步骤五：采用解析方法分析转矩密度和齿槽转矩与无刷爪极双转子电机主要结构参数之间的关系，然后采用有限元仿真方法分析永磁转子结构、极对数、结构尺寸、气隙长度和爪极形状对电机转矩性能的影响，给定样机参数确定方法，步骤六：分析电机功率因数、电机损耗及效率，功率因数的分析包括永磁体尺寸、绕组匝数和输入电流的分析，步骤七：测试实验样机的功能，若测试数据满足性能指标则结束，如果不满足，返回步骤二。