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申请/专利权人：南京航空航天大学

摘要：本发明公开一种电机偏心不平衡磁拉力模型的构建方法及补偿控制系统，采用六齿一对极的电机结构；首先分别建立六齿一对极电机的定转子坐标系以及坐标的转换关系；将转子偏心视作摄动，建立永磁体和气隙的子域方程与边界方程；获取气隙子域的零阶与一阶解和转子偏心时的径向与切向磁密；根据开槽调制比，算出六齿一对极的电机的各项所需参数；首次将开槽调制比引入到转子偏心时的径向与切向磁密计算，重构得到考虑了开槽影响的转子偏心时的径向与切向磁密；根据麦克斯韦应力张量法，求出考虑了开槽影响的薄片电机不平衡磁拉力精确数值。本发明弥补了传统不平衡磁拉力数学模型应用在薄片电机中的不足，提高了不平衡磁拉力数学模型的精确性。

主权项：1.一种电机偏心不平衡磁拉力模型的构建方法，所述电机采用了六齿一对极结构，包括6个L型定子，每个L型定子包括轴向的定子轭和径向定子齿，环绕在薄片状转子周围，径向定子齿与转子平齐，每个轴向定子轭分别绕有悬浮绕组和转矩绕组，所述转矩绕组为一对极，悬浮绕组为两对极，同时实现悬浮控制和旋转控制；所述L型定子底部通过铁心导磁环相连；所述薄片状转子外侧贴有一对极永磁体；其特征在于，所述构建方法包括如下步骤：步骤1：以定子中心Os为坐标原点建立θ-Os-r定子坐标系，r和θ分别表示径向和切向的单位向量，以转子中心Or为坐标原点建立α-Or-β转子坐标系，α和β分别表示径向和切向的单位向量；两个坐标系的坐标转换公式为其中e为悬浮转子偏心距，为电机转子偏心角度，转子按转速ω逆时针旋转，p为转子上任一点，θ为p与定子坐标系横坐标的夹角，ψ为p与转子坐标系横坐标的夹角；步骤2：定义开槽调制比ξr,θ来描述任意位置处定子开槽对气隙磁密的影响，记为ξ，其表达式为 Bslotloss和Bslot分别为电机开槽前后的气隙磁密，均为复数形式；根据Bslotloss和Bslot的表达式将公式1修改为： 式中，R1为定子内径，R2为转子外径，α1为定子槽宽，α2为定子槽口宽，cnz|k2、dnz|k2、snz|k2、Kk12分别为三种雅可比椭圆函数和第一类完全椭圆积分；z、k和w的值通过式3和式4来确认 式中，Zz|k2为雅可比Zeta函数；步骤3：定子未开槽的情况下，根据子域法和一阶摄动法，得到一对极圆环形永磁转子偏心后的气隙磁密分别为 式中，r是气隙半径，Br和Bθ分别为气隙磁密的径向与切向分量，e、ω、μr分别为转子偏心距离、转子转速、转子偏心角度与永磁体的相对磁导率。Rs、Rm、Rr分别为定子内径、转子外径与转子内径；根据开槽调制比的定义，考虑了开槽影响的偏心气隙磁密的径向分量和切向分量分别为 根据式6得到考虑了开槽影响的偏心不平衡磁拉力模型为

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