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龙图腾网获悉南京工程学院申请的专利一种球面磁悬浮飞轮电机精确悬浮力机理建模方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115408913B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-29发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211070576.6，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权一种球面磁悬浮飞轮电机精确悬浮力机理建模方法是由朱志莹;綦光鑫;王铭炜;孟凡浩;焦金帅;安聪设计研发完成，并于2022-09-02向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种球面磁悬浮飞轮电机精确悬浮力机理建模方法在说明书摘要公布了：本发明是一种球面磁悬浮飞轮电机精确悬浮力机理建模方法，包括：步骤1：基于等效磁路法获取球面磁悬浮飞轮电机悬浮极径向和轴向的等效磁路；步骤2：利用有限元分析球面磁悬浮飞轮电机悬浮极扩散磁通；步骤3：利用建立考虑等效磁路，得到考虑转子偏心的气隙磁导，对气隙主磁密进行修正，得到修正后的气隙主磁密；步骤4：根据气隙磁导的等效磁路模型，结合气隙长度和气隙主磁密，分析不同转子位置角范围情况，计算各部分气隙磁导，建立球面磁悬浮飞轮电机悬浮力模型。该建模方法的建模误差从20％减小到了5％，为精确表征转子偏心、磁路饱和与扩散漏磁下电机动态特性提供了有效方法、模型，为球面磁悬浮飞轮电机分析设计和运行控制奠定基础。

本发明授权一种球面磁悬浮飞轮电机精确悬浮力机理建模方法在权利要求书中公布了：1.一种球面磁悬浮飞轮电机精确悬浮力机理建模方法，其特征在于：所述建模方法包括如下步骤： 步骤1：由有限元分析获得球面磁悬浮飞轮电机的磁场分布，基于等效磁路法获取球面磁悬浮飞轮电机悬浮极径向和轴向的等效磁路； 步骤2：利用有限元分析球面磁悬浮飞轮电机悬浮极扩散磁通，在转子运动一周期内，基于球面磁场分布规律和磁通路径，将转子位置角范围分为2部分，采用磁场分割法将整个气隙磁场划分为若干磁通管道，分别计算各磁通管道的磁导，再合成各磁通管道计算得到整个气隙磁导； 步骤3：利用步骤2建立考虑扩散磁通的球面磁悬浮飞轮电机等效磁路，通过分析计算转子偏心对转子齿和悬浮极极靴齿之间的气隙长度变化，得到考虑转子偏心的气隙磁导，并且考虑到磁路饱和需要对气隙主磁密进行修正，得到修正后的气隙主磁密； 步骤4：根据步骤2所得到的气隙磁导的等效磁路模型，结合步骤3所得到的气隙长度和气隙主磁密，分析不同转子位置角范围情况，计算各部分气隙磁导，建立球面磁悬浮飞轮电机悬浮力模型；其中： 步骤3中考虑转子偏心对气隙磁导的影响，转子在y轴负方向偏心bmm后气隙长度关系为： 进一步推导得： δ1≈δ0+bsinθm 转子在x轴正方向偏移amm后气隙长度关系为： 进一步推导得： δ1≈δ0+acosθm 转子在x轴正方向偏移amm，同时在y轴负方向偏移bmm后气隙长度关系为： 进一步推导得： δ1≈δ0+acosθm-bsinθm 其中，δ0为转子未发生偏心时平均气隙长度，δ1为偏心后的定转子极间气隙长度，θm为机械位置角，r为定子所在球面半径； 所述步骤3中气隙主磁密为： 气隙扩散磁密为： 结合有限元分析结果，设计气隙磁密矫正公式为： 其中，N为悬浮绕组的线圈匝数，I0为永磁体提供的电流，Ic为悬浮绕组的控制电流；Bnl为矫正后的气隙磁密；Bc为铁磁材料磁密趋向饱和的临界值；Bl为根据公式Bm、Bq求得的气隙磁密；k为矫正系数。

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