李全武，窦满峰，李兆杰

(1．西北工业大学，陕西西安710072;2．中国科学院光电研究院，北京100094)

0引 言

普通永磁同步电机的反电势中含有大量谐波，波形不是理想的正弦波，对于电动机，会降低控制精度，增加损耗和转矩脉动;对于发电机，则会降低发电的质量。因此，削弱电机反电势中的谐波，改善反电势波形十分必要［1-3］。

目前，削弱反电势谐波的常用方法有绕组方法、斜槽、磁性槽楔、分数槽等。绕组方法如短距、分布绕组不能完全消除反电势中的谐波;斜槽、磁性槽楔会增加电机成本;分数槽并不适用于所有的电机。

近年来不断有调整磁极结构优化反电势波形的方法提出。对于表贴式磁钢，有不等厚磁钢、不同磁化强度磁钢、Halbatch磁钢等方法。但上述方法对磁钢的加工精度、工艺性要求很高，成本较高［4-5］。

本文针对表贴式永磁同步电机，采用普通的磁钢，通过优化磁极宽度以削弱反电势中谐波，使永磁同步电机反电势波形接近正弦，该方法具有简单、成本低的特点。

1磁极宽度优化方法

本文以一台60 kW、4极表贴式永磁同步电机为例说明该磁极优化方法。

图1(a)为优化前的对称结构，各磁极的宽度为θa;图1(b)中，保持极间宽度θc不变，即保持磁钢总宽度不变，磁极PM1的宽度由θa调整至θb1，其相邻磁极PM2宽度调整为θb2，转子沿PM1、PM3的平分线左右对称。

为表征磁极的变化程度，设θb1与θb2的比值为k:

图1 磁极宽度优化方法

2谐波削弱原理分析

反电势的谐波由气隙磁密的谐波引入，故分析k值变化对气隙磁密各次谐波的影响。……