梅柏杉，王 冬，张翔健

(上海电力学院，上海 200090)

0 引 言

与传统的电励磁同步电机相比，永磁同步电机具有结构简单，性能稳定，体积小，功率密度高，转矩密度高等特点，因此永磁电机广泛应用在工业生产中[1]。由于内置式永磁同步电机具有更宽的弱磁调速能力，相对于表贴式，磁钢受到的离心力相对较小，不易脱落[2-3]。在相同结构下，内置式永磁电机比表贴式产生更大的齿槽转矩和有效气隙，在高转矩电流比和转矩体积比的应用工况下，要求电机稳定运行，对振动和噪声要求更为严格，因此通过减少齿槽转矩进而抑制电机振动和噪声成为越来越多人关注的重点[4]。

在传统的齿槽转矩优化分析中，主要包括优化极弧系数[5]，采用不同极槽配合[6]，优化不等槽口宽[7-8]，磁极偏移[9]，定子开辅助槽[10]，转子静态偏心[11]等方法。很少关注在转子表面的研究，本文提出一种在内置式永磁同步电机转子表面特定位置添加多个对称辅助槽的方法，有限元仿真结果证实了该方法削弱齿槽转矩的有效性。

1 齿槽转矩的性质及规律

1.1 齿槽转矩公式推导

由于定子开槽后，电机旋转时，定子齿和槽对应的气隙磁导发生变化，导致气隙内能量发生变化，进而导致转矩变化，是永磁电机固有的磁阻属性。本文从能量角度利用虚位移原理对齿槽转矩表达式进行原理推导。

(1)

式中：α是转子所在初始位置；B是气隙磁密；μ是气隙磁导率。则齿槽转矩表达式：

(2)

通常为了计算精确，气隙磁密可等效为气隙相对磁导率和等效无槽电机的气隙磁密乘积，即：