高锋阳， 李晓峰， 齐晓东， 陶彩霞， 高鹏

(1.兰州交通大学 自动化与电气工程学院，兰州 730070；2.天津大学 电气自动化与信息工程学院，天津 300072)

0 引 言

内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)由于具有高效率、高转矩密度而广泛应用于牵引机车以及其他工业领域。但采用内置式永磁同步轮毂电动机时，转矩脉动偏大，引起噪声、振动，从而影响系统运行性能[1]。众多文献提出了减小转矩脉动的方法，一些集中在电机控制方面，绝大部分研究是通过电机本体优化来减小转矩脉动。

转矩脉动来源主要有：1)齿槽转矩；2)永磁转矩脉动(定子磁动势与反电动势的相互作用)；3)磁阻转矩脉动[2]。为了减小齿槽转矩，国内外学者提出诸多方法。选择合适的定子槽和转子磁极组合[3]，以及通过分段槽设计[4]都可以显著降低齿槽转矩；同时，定子槽或转子磁极倾斜结构也能大幅降低齿槽转矩[5]，但这些结构制造难度较大，增加了加工成本，虽然采用辅助齿或槽可以避免该缺陷[6-7]。此外，采用不同厚度永磁体、不对称永磁体组合都可以抑制齿槽转矩[8]。然而，齿槽转矩只是转矩脉动的来源之一，占转矩脉动的比例很低，有时仅通过降低齿槽转矩并不一定能有效降低转矩脉动。

针对IPMSM，增加转矩脉动周期数[3]与相数[10](例如五相、九相、十二相)以及采用非对称磁障[11]或转子表面正弦形状[12]等设计方法来减小转矩脉动，通过采用三步斜交转子结构来消除潜在的不平衡磁力，从而削弱转矩脉动[13]。这些方法都能减小定子磁动势与反电动势的相互作用，但是这些结构在电机制造时存在制造公差低、难以得出具体转矩脉动解析式等问题；……