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一種寬調(diào)速強(qiáng)過載錯(cuò)列雙V字型變磁阻永磁扁線電機(jī)及其控制方法

文檔序號(hào):40320277發(fā)布日期:2024-12-18 12:57閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種寬調(diào)速強(qiáng)過載錯(cuò)列雙v型永磁扁線電機(jī),其特征在于,包括定子和轉(zhuǎn)子兩個(gè)部分,所述定子上設(shè)置有兩套扁線繞組;所述轉(zhuǎn)子由雙層v型永磁體結(jié)構(gòu)構(gòu)成,包括內(nèi)層大v型永磁體和外層小v型永磁體結(jié)構(gòu);所述內(nèi)層大v型永磁體結(jié)構(gòu)對(duì)稱排列;所述外層小v型永磁體結(jié)構(gòu)不對(duì)稱排列;所述內(nèi)層大v型永磁體結(jié)構(gòu)端部分別開槽,底部相連形成弧形磁障;所述外層小v型永磁體結(jié)構(gòu),右側(cè)小永磁體端部開槽,左側(cè)小永磁體與該側(cè)大永磁體之間設(shè)置橢圓磁障。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī),其特征在于,所述定子采用具有不等寬槽的硅鋼片疊壓而成,所述不等寬槽為半閉口槽,且面向槽口方向?yàn)樯险聦挼膬蓪咏Y(jié)構(gòu),上層槽寬為下層槽寬的0.8倍;所述上層槽內(nèi)設(shè)置有截面積為w1的上層矩形扁線繞組,所述上層矩形扁線繞組的節(jié)距y1小于轉(zhuǎn)子極距ti;所述下層槽內(nèi)設(shè)置有截面積為1.25*w1的下層矩形扁線繞組,所述下層矩形扁線繞組的節(jié)距y2等于轉(zhuǎn)子極距ti。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī),其特征在于,所述內(nèi)層大v型永磁體由一對(duì)v型永磁體:永磁體1和永磁體2構(gòu)成;所述弧形磁障5連接兩個(gè)永磁體的底部,永磁體1的端部為開槽6,永磁體2的端部為開槽7;所述永磁體1分為兩部分:永磁體1-1和永磁體1-2;永磁體1-1的長為a1,寬為a3,永磁體1-2的長為a2,寬為a3;所述永磁體2的長為a4,寬為a3,且a1+a2=a4;所述兩個(gè)永磁體對(duì)稱排列,永磁體1和永磁體2以o2為圓心,圓心角度為b1。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電機(jī),其特征在于,所述外層小v型永磁體結(jié)構(gòu)由一對(duì)不對(duì)稱v型永磁體:永磁體3和永磁體4構(gòu)成,永磁體4的端部為開槽8;所述永磁體3分為兩部分:永磁體3-1和永磁體3-2;永磁體3-1的長為a5,寬為a7,永磁體3-2的長為a6,寬為a7;所述永磁體4的長為a8,寬為a9;所述永磁體3比永磁體4尺寸大,a5+a6>a8且a7>a9。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電機(jī),其特征在于,所述內(nèi)層大v型永磁體和外層小v型永磁體錯(cuò)開排列,所述內(nèi)層大v型永磁體與外層小v型永磁體的充磁方向一致,且沿圓周方向?yàn)閚極與s極交替設(shè)置;永磁體1和永磁體3以o3為圓心,圓心角度為b2,永磁體2和永磁體4以04為圓心,圓心角度為b3;所述永磁體1和永磁體3之間設(shè)置橢圓磁障9,該橢圓磁障距永磁體1為c1,距永磁體3為c2。

6.一種寬調(diào)速強(qiáng)過載錯(cuò)列雙v型永磁扁線電機(jī)的控制方法,其特征在于,寬調(diào)速強(qiáng)過載錯(cuò)列雙v型永磁扁線電機(jī)定子下層矩形扁線繞組實(shí)現(xiàn)三相功率輸出控制,寬調(diào)速強(qiáng)過載錯(cuò)列雙v型永磁扁線電機(jī)定子上層矩形扁線繞組實(shí)現(xiàn)變磁阻區(qū)域的磁阻變化控制;所述上層矩形扁線繞組采用三相開繞組結(jié)構(gòu),所述下層矩形繞組的三相進(jìn)線和出線端分別連接三相橋式逆變器i和三相橋式逆變器ii相應(yīng)的橋臂,所述上層矩形扁線繞組采用y型聯(lián)結(jié)并與所述三相橋式逆變器ii連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種方法,其特征在于,三相橋式逆變器i和三相橋式逆變器ii分別工作在不同的控制工況條件;

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種方法,其特征在于,所述上層扁線繞組和下層扁線繞組采用分層模型預(yù)測(cè)控制算法,所述分層預(yù)測(cè)控制算法分為電流模型預(yù)測(cè)控制層和調(diào)磁模型預(yù)測(cè)控制層。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種方法,其特征在于,所述電流模型預(yù)測(cè)控制層將控制工況條件映射為變磁阻區(qū)域飽和程度影響因子γv,并將電壓矢量合成程度影響因子γv與多個(gè)電壓矢量相乘獲得電流模型預(yù)測(cè)矢量;電壓矢量合成是獲取d、q軸電壓的過程,電流模型預(yù)測(cè)則是通過該方程的電流導(dǎo)數(shù)來預(yù)測(cè)下一時(shí)刻的電流,已知永磁同步電機(jī)的d、q軸電壓方程為:

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種方法,其特征在于,所述調(diào)磁模型預(yù)測(cè)控制層,構(gòu)建包含上層繞組電流、下層繞組電流與運(yùn)行工況的動(dòng)態(tài)價(jià)值函數(shù),并將所述控制工況條件作為價(jià)值函數(shù)的權(quán)衡系數(shù)。權(quán)衡系數(shù)是為了引入凸極率的變化,其中動(dòng)態(tài)價(jià)值函數(shù)為:


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種寬調(diào)速強(qiáng)過載錯(cuò)列雙V字型變磁阻永磁扁線電機(jī)及其控制方法,轉(zhuǎn)子由兩對(duì)V型永磁體結(jié)構(gòu)構(gòu)成,分別為大V型永磁體結(jié)構(gòu)和小V型永磁體結(jié)構(gòu);所述大V型永磁體結(jié)構(gòu)對(duì)稱排列;所述小V型永磁體結(jié)構(gòu)不對(duì)稱排列;所述大V型永磁體結(jié)構(gòu)端部分別開槽,底部相連形成弧形磁障;所述小V型永磁體結(jié)構(gòu),右側(cè)小永磁體端部開槽,左側(cè)小永磁體與左側(cè)大永磁體之間設(shè)置橢圓磁障,同時(shí)永磁電機(jī)的定子設(shè)置雙層扁線繞組結(jié)構(gòu),兩套繞組采用兩個(gè)逆變器實(shí)現(xiàn)分時(shí)復(fù)用控制,多種繞組電機(jī)工況與功能對(duì)應(yīng)不同逆變器驅(qū)動(dòng)控制模式。本發(fā)明與現(xiàn)有內(nèi)置V形永磁體電機(jī)相比,提高了電機(jī)的過載性能和弱磁性能,滿足多變運(yùn)行工況下電機(jī)的高效率和高功率密度要求。

技術(shù)研發(fā)人員:徐磊,李嘉懿,朱孝勇,張超,全力
受保護(hù)的技術(shù)使用者:江蘇大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2024/12/17
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