本發(fā)明涉及永磁電機(jī)控制與損耗抑制技術(shù)，尤其涉及一種基于移相雙三相繞組結(jié)構(gòu)的永磁電機(jī)永磁體渦流損耗抑制方法。

背景技術(shù)：

1、受交通運(yùn)載裝備的電氣化發(fā)展影響，以永磁電機(jī)為核心的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)迎來了極大發(fā)展。目前，高性能電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以高電壓、高速和高頻率為特征，這些特征導(dǎo)致在電壓源型控制器驅(qū)動(dòng)下電機(jī)相電流諧波含量高，帶來大量高頻諧波損耗，影響電機(jī)效率。相電流諧波產(chǎn)生的高頻磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)子永磁體中激勵(lì)產(chǎn)生的渦流進(jìn)一步帶來永磁體發(fā)熱嚴(yán)重的問題，影響永磁轉(zhuǎn)子的可靠性。為了提高電機(jī)效率和可靠性，針對(duì)永磁電機(jī)永磁體渦流損耗抑制方法的研究勢(shì)在必行。

2、目前的研究中，永磁體渦流損耗抑制大多通過分塊以切斷渦流回路實(shí)現(xiàn)，而永磁體分塊方法一方面提高了加工和裝配工藝難度，另一方面對(duì)電機(jī)性能有不利影響。因此，如何在不改變系統(tǒng)硬件的前提下，對(duì)電機(jī)永磁體渦流損耗進(jìn)行有效抑制，成為了需要研究的課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的實(shí)施例提供一種基于移相雙三相繞組結(jié)構(gòu)的永磁電機(jī)永磁體渦流損耗抑制方法，應(yīng)用對(duì)象為雙通道電機(jī)系統(tǒng)。所述損耗抑制方法結(jié)合了控制器控制算法和電機(jī)移相雙三相繞組結(jié)構(gòu)特性。能夠?qū)﹄姍C(jī)永磁體渦流損耗進(jìn)行有效抑制。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：

3、一種基于移相雙三相繞組結(jié)構(gòu)的永磁電機(jī)永磁體渦流損耗抑制方法，包括：

4、通過雙通道電機(jī)控制器向雙三相永磁電機(jī)的繞組供電，其中，所述雙三相永磁電機(jī)包括2套三相繞組，所述雙三相永磁電機(jī)具有2套相互獨(dú)立的三相繞組，且2套三相繞組之間存在相位差；所述雙通道電機(jī)控制器包括：2組功率單元。

5、所述雙三相永磁電機(jī)的繞組為144槽24極的移相雙三相電機(jī)繞組結(jié)構(gòu)，其中，電機(jī)繞組為整數(shù)槽雙層繞組并且為并聯(lián)輸出的2套相互獨(dú)立的三相繞組。附圖2顯示了采用144槽24極的移相雙三相電機(jī)繞組結(jié)構(gòu)，電機(jī)采用整數(shù)槽雙層繞組，將每極對(duì)應(yīng)的繞組元件進(jìn)行重構(gòu)，拆分出并聯(lián)輸出的2套獨(dú)立三相繞組，構(gòu)成移相雙三相繞組電機(jī)。2套相互獨(dú)立的三相繞組在空間上具有相位差，當(dāng)2套相互獨(dú)立的三相繞組中各自的電流的相位滿足特定條件時(shí)，觸發(fā)不同的運(yùn)行模式，所述運(yùn)行模式包括：疊加模式、抵消模式和渦流損耗抑制模式。

6、所述雙通道電機(jī)控制器的載波相位與相電流pwm諧波相位對(duì)應(yīng)，通過主動(dòng)控制所述雙通道電機(jī)控制器的2個(gè)通道的載波相位，從而調(diào)整pwm諧波相位；

7、并結(jié)合移相雙三相繞組結(jié)構(gòu)對(duì)氣隙諧波磁勢(shì)的抑制規(guī)律，實(shí)現(xiàn)永磁體渦流損耗的有效抑制。

8、本發(fā)明實(shí)施例提供的基于移相雙三相繞組結(jié)構(gòu)的永磁電機(jī)永磁體渦流損耗抑制方法，應(yīng)用對(duì)象為雙通道電機(jī)系統(tǒng)；雙通道電機(jī)系統(tǒng)包含雙通道控制器和雙三相繞組電機(jī)，雙通道控制器包含2組獨(dú)立功率單元，均采用svpwm控制方法，向2套電機(jī)繞組供電，雙三相繞組電機(jī)具有2套獨(dú)立三相繞組，且2套繞組間具有相位差；移相雙三相繞組電機(jī)的2套繞組在空間上具有相位差，當(dāng)2套繞組中電流的相位滿足特定條件時(shí)，可使2套繞組中電流產(chǎn)生的氣隙磁勢(shì)相互抵消；本實(shí)施例在實(shí)際應(yīng)用中無需對(duì)電機(jī)系統(tǒng)硬件進(jìn)行大量改動(dòng)就可以對(duì)永磁體渦流損耗進(jìn)行有效抑制。

技術(shù)特征：

1.一種基于移相雙三相繞組結(jié)構(gòu)的永磁電機(jī)永磁體渦流損耗抑制方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述雙三相永磁電機(jī)的繞組為144槽24極的移相雙三相電機(jī)繞組結(jié)構(gòu)，其中，電機(jī)繞組為整數(shù)槽雙層繞組并且為并聯(lián)輸出的2套相互獨(dú)立的三相繞組。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，2套相互獨(dú)立的三相繞組在空間上具有相位差，當(dāng)2套相互獨(dú)立的三相繞組中各自的電流的相位滿足特定條件時(shí)，觸發(fā)不同的運(yùn)行模式，所述運(yùn)行模式包括：疊加模式、抵消模式和渦流損耗抑制模式。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，2套相互獨(dú)立的三相繞組在空間上的相位差為30°。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述移相雙三相繞組結(jié)構(gòu)的永磁電機(jī)的疊加模式，包括：當(dāng)?shù)谝惶桌@組的電流相位超過另一套繞組30°時(shí)，2套繞組中電流產(chǎn)生的磁勢(shì)相互疊加。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述移相雙三相繞組結(jié)構(gòu)的永磁電機(jī)的抵消模式，包括：當(dāng)?shù)谝惶桌@組的電流相位之后另一套繞組150°時(shí)，2套繞組中電流產(chǎn)生的磁勢(shì)相互抵消。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述移相雙三相繞組結(jié)構(gòu)的永磁電機(jī)的永磁體渦流損耗抑制模式，包括：2套繞組相互移相30°，第一套繞組的電流相位滯后另一套繞組90°。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述雙通道電機(jī)控制器的載波相位與相電流pwm諧波相位對(duì)應(yīng)，通過主動(dòng)控制所述雙通道電機(jī)控制器的2個(gè)通道的載波相位，從而調(diào)整pwm諧波相位。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在主動(dòng)控制的過程中采用的控制算法包括但不限于svpwm和spwm。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明實(shí)施例公開了一種基于移相雙三相繞組結(jié)構(gòu)的永磁電機(jī)永磁體渦流損耗抑制方法，涉及永磁電機(jī)控制與損耗抑制技術(shù)。利用了相電流中PWM諧波成分的相位與載波相位具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的特點(diǎn)，同時(shí)移相雙三相繞組結(jié)構(gòu)對(duì)滿足一定相位差條件的諧波電流產(chǎn)生的磁勢(shì)具有抑制效果，因此可通過主動(dòng)控制雙通道控制器中2個(gè)通道的載波相位，大幅降低氣隙中由PWM諧波電流帶來的諧波磁勢(shì)，從而大幅降低轉(zhuǎn)子永磁體渦流損耗。此種損耗抑制方法不需要改動(dòng)原有硬件，僅需調(diào)整軟件即可實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁體渦流損耗的有效抑制。

技術(shù)研發(fā)人員：朱葉,張卓然,陸嘉偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京航空航天大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14