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多参数优化方法减小永磁电机齿槽转矩

2014-01-13王艾萌王春梅

微特电机 2014年8期

王 慧,王艾萌,王春梅

(华北电力大学,保定071003)

0 引 言

永磁电机具有结构简单、体积小、重量轻和高效节能等优点[1]。永磁电机中的齿槽转矩来源于开槽电枢铁心与永磁体的相互作用,齿槽转矩导致电机转矩脉动,引起噪声和振动,减低系统的控制性能。

国内外学者对如何削弱齿槽转矩、减小转矩脉动做了很多研究,文献[2-8]提到多种减小齿槽转矩的方法,其中就包括转子斜极。实现转子斜极的方法主要有两种,一种是转子磁极整体倾斜,即连续斜极;另一种是转子磁极在轴向上分成几段,并沿圆周方向错开一定的角度,即分段斜极。

极弧系数对永磁电机齿槽转矩也有很大的影响,极弧系数的改变对齿槽转矩的幅值和波形都有很大的影响。对某一电机来说,它存在最优极弧系数,偏离这个值时,齿槽转矩就会增大[9]。而采用单一方法,齿槽转矩的减小幅度有限,总会剩余齿槽转矩的一些谐波分量。

针对单一方法的不足,本文对转子分段斜极与优化极弧系数相结合减小齿槽转矩的方法进行了分析研究。针对一台电机磁极分段数分别为2 和3时,用有限元法进行仿真分析来说明分段斜极和优化极弧系数对齿槽转矩和反电势的影响。最后,通过试验结果与有限元结果的对比分析,验证了这两种方法结合削弱齿槽转矩的有效性。

1 分段斜极电机的齿槽转矩和斜极角

转子斜极是一种有效减小齿槽转矩的方法,其原理与定子斜槽类似,然而,与连续斜极相比,分段斜极工艺相对简单[2-8],不仅能较好地减小齿槽谐波,还能降低加工成本。……

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