同步磁阻电机转子结构优化设计*
2021-08-10许东滢鲍晓华徐翌翔
电机与控制应用 2021年7期
许东滢, 鲍晓华,2, 徐翌翔, 孙 跃
(1. 合肥工业大学 电气工程与自动化学院, 安徽 合肥 230009;2. 合肥工业大学 智能制造技术研究院, 安徽 合肥 230009;3. 安徽皖南电机股份有限公司, 安徽 宣城 242500)
0 引 言
近年来,由于稀土永磁材料的开采限制,使得供应量有限,购买价格逐年上涨,越来越多的科研工作者开始寻找和探究能够替代永磁同步电机的电机,探究采用低性能永磁体如铁氧体等材料或者不需要永磁体的高性能电机。发现了同步磁阻电机(SynRM),其电磁转矩中只有磁阻转矩。SynRM具有成本低、调速范围宽、效率和转矩密度高等优点,具有广阔应用前景[1]。
转矩脉动较大一直是SynRM的一个问题,电负载的空间谐波和转子各向异性之间的相互作用导致转矩脉动,在大多数驱动应用中是无法接受的[2]。对于抑制转矩脉动的方法,基本上从优化控制策略[3-4]和优化电机本体[5-7]的2个角度切入。对电机本体的优化主要集中在对转子结构进行优化[8-10],一般采用试验设计方法、优化算法、试验设计与算法相结合等。
文献[8]采用有限元法和模拟试验设计相结合的方法,对SynRM的转子结构进行优化设计。文献[9]提出了一种基于转矩/体积的SynRM转子自动优化设计策略,以磁障层数、磁障总宽度与导磁总宽度之比、额定功率和转子直径为参数进行SynRM转矩密度和功率因数的优化设计。文献[10]在保证各层磁障宽度与圆弧曲线部分宽度相等的条件下,建立正交表,利用田口法优化SynRM转子结构参数,得到低转矩脉动的SynRM转子结构参数组合。……
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