周智庆,叶树林,龙庆文,田 英

(1.佛山科学技术学院,佛山528225;2.广东交通职业技术学院,广州510650)

0 引 言

双凸极永磁(以下简称DSPM)电机由于高效率、高功率密度以及结构坚固等优异特征获得了广泛的关注[1-5],关于其输出扭矩波动,在相关文献中得到了深入的研究,如何减小扭矩波动可以从电机设计和控制两个角度出发。文献[6]对扭矩波动机理进行了分析,通过转矩脉动率函数揭示了引起转矩脉动的机理,进一步给出了转子斜槽等处理方法,展示了很好效果;文献[7-8]揭示了更多的极对数对改善电动机转矩脉动率非常有效;而文献[9]通过研究揭示了磁阻转矩与转矩脉动的关系。

文献[10]提出了一种整距绕组双凸极永磁(以下简称FMDSPM)电机,如图1(a)所示,FMDSPM电机的结构和DSPM电机相同,但相数为两相,由于任何时刻只有一相绕组在工作,且相电流换相角度较宽,故输出扭矩品质得到了明显的改善;另一方面,其绕组电流工作模式与转子极宽存在紧密关系,当转子极宽等于定子极宽时,产生相重叠扭矩波动,因此此种电机倾向于采用宽转子极结构。然而,在大转子极宽的情况下,存在较大的槽扭矩,而且由于定子永磁与转子凸极的非对称关系,这种槽扭矩也呈现显著的非平衡现象,从图1(b)看到,当转子极弧宽度增加到42°机械角度时,槽扭矩最大值增大了近3倍,同时,其扭矩峰值呈现不平衡的分布现象(0.245～0.346 N·m)。显然,槽扭矩作为电机固有的特征,影响了电机扭矩输出品质,产生扭矩波动,进一步导致振动和噪声,如果其频率和电机固有频率一致,还将引起共振。……