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转子有辅助槽的表贴式永磁电机解析法建模与优化

2021-03-17倪有源崔征山王群京

电机与控制学报 2021年2期

倪有源,崔征山,王群京

(1.合肥工业大学 电气与自动化工程学院,合肥 230009; 2.安徽大学 电气工程与自动化学院,合肥 230601)

0 引 言

永磁电机的拓扑结构十分灵活多样,在工业生产中越来越发挥重要的作用。对普通的永磁电机,电枢绕组一般放置在定子槽内部,定子上开槽的特点,不可避免地带来齿槽效应,引起电机的转矩脉动和电磁噪音等问题。对于永磁电机转矩脉动的成因受到多种因素的制约,主要由齿槽转矩、纹波转矩和磁阻转矩[1]所组成。

文献[2]通过改变定子齿槽偏移的程度来降低电机的齿槽转矩,但定子槽的槽口宽度与定子齿的偏移程度受到一定的限制,且对生产工艺提出了更高要求。通过改变转子磁极的形状可减小永磁电机的齿槽转矩,但各类研究方法主要包括极槽配合、转子偏心、转子磁极形状以及注入谐波等方法[3-12]。此外,在研究不同磁化方式优化电机的磁场分布时,主要体现在径向磁化、平行磁化[13]、Halbach[14]等。文献[3]和文献[12]分析了表贴式永磁电机外转子和内转子结构,通过在各自的转子上开辅助槽来间接减小齿槽转矩,但都采用有限元法进行分析。文献[12]中指出转子的辅助槽数不宜过多,为减小气隙磁密的谐波含量,开槽位置在磁极上应对称分布,且开槽宽度与深度存在临界值,当开槽程度大于磁临界值时,齿槽转矩反而会增加。

针对国内外相关文献对表贴式转子开辅助槽的研究大多运用有限元法,对于槽型尺寸优化方法的研究十分匮乏,而且有限元法需要大量的计算时间,不适合进行参数优化分析。……

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