一种确定永磁同步电动机最佳磁极偏移角度的方法

2015-01-13肖庆优黄开胜陈文敏杨国龙赖文海蔡黎明

微特电机 2015年12期

肖庆优，黄开胜，陈文敏，杨国龙，赖文海，蔡黎明

(1.广东工业大学，广州510006;2.广东省东莞电机有限公司，东莞523141)

0 引言

表面式转子磁路结构适用于恒功率调速范围不宽和不需实现高速运转的电动机。其结构分为表面凸出式和表面插入式两种。表面式结构具有结构简单、制造成本较低、转动惯量小等优点，但永磁体与定子齿槽之间的齿槽转矩相互作用会产生振动和噪声，导致电机运行性能降低［2］。尤其是功率较大的永磁同步电动机性能受到齿槽转矩的影响更为突出。因此，在高性能大功率永磁电机设计中，对齿槽转矩的优化研究有重要意义。其中，陈贤阳等运用设置转子偏心度为变量参数的方法对一台风机用内置式“V”型永磁同步电动机的转子结构进行优化，将该款电机齿槽转矩值降低了18.8%［1］。山东大学杨玉波博士等人研究了磁极偏移对齿槽转矩影响，提出一种基于磁极偏移理论的计算磁极偏移角度的方法［4］。这种方法能较好地减小齿槽转矩大小，但计算过程复杂，不适用实际工程设计场合。

本文利用ANSYS Maxwell 2D 有限元仿真软件中的参数变量化设计优化方法确定永磁体最佳偏移角度，以削弱齿槽转矩大小。已知一款陶瓷压砖机用永磁同步电动机的主要参数，利用所述方法对其进行仿真优化分析，根据获得的最好的磁极偏移角度值和其他设计参数制造电机，经过测试系统测得该款电机的各项性能指标满足设计要求。