一种分数槽集中绕组单元电机分布因数的计算方法

技术领域

本发明涉及永磁电机电磁性能计算技术领域，具体涉及一种分数槽集中绕组单元电机分布因数的计算方法。

背景技术

分布因数直接表征分数槽集中绕组永磁电机分布效应的大小，不仅是永磁电机电磁性能的集中体现，更是计算绕组因数和分析磁动势谐波的基础。通常，计算电机分布因数需要借助槽矢量星形图，具体为：基于合成磁动势最大原则，将属于一相所有线圈形成的槽矢量进行矢量叠加，再与其代数和作比，即可得到分布因数。然而，单元电机的槽矢量星形图随槽极配合的多样性大相径庭，加之同一单元电机不同阶次谐波的槽矢量星形图亦不相同，这些因素极大地增加了分布因数的计算难度。因此，探究分数槽集中绕组单元电机分布因数统一计算方法，能够为永磁电机绕组磁动势谐波分析与低谐波设计奠定坚实的理论基础。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种分数槽集中绕组单元电机分布因数的计算方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种分数槽集中绕组单元电机分布因数的计算方法，包括以下步骤：

第一步，计算该单元电机每相绕组所包含的线圈数N

式中，N

式中，Q和D为真分数，其中Q表示每个线圈组所包含的线圈数；

第二步，根据N

式中，(g,h)为槽极配合归一化有序数对；

第三步，当N

式中，l＝(Q-1)/2，α

第四步，当N

式中，c表示Q/4向下取整，d为Q/4的余数，α

第五步，当N

式中，l＝[(Q-1)/2-1]/2，c＝(Q-1)/2-l，s表示l/2向下取整，l'为l/2的余数，α

优选地，所述步骤二中，(g,h)的选取满足以下条件：

1)g和h为正整数且需按特定的槽极配合关系式(3)迭代求取；

2)为保证单元电机绕组排布方式与其对应基本单元电机相同，g为奇数；

3)由于存在周期性原则，满足式(3)关系的槽极配合归一化有序数对有很多组，计算分布因数时需选取g值最小的一组。

采用上述技术方案，通过引入槽极配合归一化有序数对(g,h)，其满足gZ

本发明有益效果：

本发明通过建立分数槽集中绕组单元电机与其对应的基本单元电机间的联系，将结构形式复杂多样的单元电机绕组转换为规律性集中分布式绕组，从而实现了分数槽集中绕组单元电机分布因数的统一计算，为永磁电机分布因数计算与空间谐波分析提供了理论基础。

附图说明

图1是本发明分数槽集中绕组单元电机特征分类图；

图2是本发明实施例1的示意图；

图3是本发明实施例2的示意图；

图4是本发明实施例3的示意图；

图5是本发明实施例4的示意图；

图6是本发明实施例5的示意图。

具体实施方式

下面结合附图将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本发明的优点和特征，从而对本发明的保护范围做出更为清楚的界定。本发明所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种分数槽集中绕组单元电机分布因数的计算方法，包括以下步骤：

第一步，计算该单元电机每相绕组所包含的线圈数N

式中，N

式中，Q和D为真分数，其中Q表示每个线圈组所包含的线圈数；

第二步，根据N

式中，(g,h)为槽极配合归一化有序数对；其中，(g,h)的选取满足以下条件：

1)g和h为正整数且需按特定的槽极配合关系式(3)迭代求取；

2)为保证单元电机绕组排布方式与其对应基本单元电机相同，g为奇数；

3)由于存在周期性原则，满足式(3)关系的槽极配合归一化有序数对有很多组，计算分布因数时需选取g值最小的一组。

第三步，当N

式中，l＝(Q-1)/2，α

第四步，当N

式中，c表示Q/4向下取整，d为Q/4的余数，α

第五步，当N

式中，l＝[(Q-1)/2-1]/2，c＝(Q-1)/2-l，s表示l/2向下取整，l'为l/2的余数，α

参照图1，根据分数槽集中绕组单元电机N

实施例1

参照图2，图2为第一类单元电机局部槽矢量星形图。由于N

实施例2

参照图3，图3为第二类单元电机局部槽矢量星形图，并按照Q/2的奇偶分两种情况，但绕组排布规律完全相同，具体为：Q个线圈等量放置于两个π/m的区间内，这两个区间空间相位差为π，且这两个区间仅放置该相的线圈，一个区间内放置Q/2个正向线圈，另一个区间内放置Q/2个反向线圈，图中

实施例3

参照图4，图4为第三类单元电机局部槽矢量星形图。此时，Q＝N

实施例4

参照图5，图5为第四类单元电机局部槽矢量星形图，且按照(Q-1)/2的奇偶分两种情况，但绕组排布规律完全相同，其排布规律为：Q个线圈被分为(Q-1)/2和(Q+1)/2不等量的两部分，若(Q-1)/2部分为奇数，则(Q+1)/2部分必然为偶数，前一部分放置于互差π的两个α

而(Q+1)/2部分放置于互差π的两个α

区间α

实施例5

参照图6，图6为第五类单元电机局部槽矢量星形图。采用双层绕组时，Q＝N

综上所述，该分数槽集中绕组单元电机分布因数的计算方法，通过建立分数槽集中绕组单元电机与其对应的基本单元电机间的联系，将结构形式复杂多样的单元电机绕组转换为规律性集中分布式绕组，从而实现了分数槽集中绕组单元电机分布因数的统一计算，为永磁电机分布因数计算与空间谐波分析提供了理论基础。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。