微型心脏泵用电机的齿槽转矩数值分析与优化设计
2021-11-16王芳群
微特电机 2021年10期
关键词:模型
钱 锋,何 汉,高 宇,王芳群
(江苏大学 电气信息工程学院,镇江 212013)
0 引 言
为提高易植入性,旋转式人工心脏泵向着微型化方向发展[1]。基于在人体内使用的特殊性,心脏泵驱动电机需满足体积小、质量轻、可靠性高等临床要求。微型永磁同步电机具有调速性能好、效率高、结构简单、功率密度高等优点,因此选取其作为心脏泵用驱动电机[2]。本课题组研制的微型心脏泵则是一款小型轴流型旋转泵,拟通过手术或经皮导管手术放置在主动脉内,辅助心衰患者泵血。
永磁电机由于高性能的电机特性被广泛应用于各种驱动设备中。然而,定子电枢和转子磁钢之间的相互作用而产生的齿槽转矩会导致转速和转矩的波动和振荡,影响电机的伺服性能。随着对永磁电机性能要求的增加,在永磁电机设计时减小齿槽转矩愈来愈重要[3]。各类文献研究了各种方法来减小齿槽转矩,如采用斜槽和斜极,极弧优化,槽口偏移,使用辅助槽和辅助磁极等典型方法[4-8]。磁极偏移法是另一种重要且有效降低齿槽转矩的方法。文献[9-12]主要介绍并讨论了减少齿槽转矩的磁极偏移法。文献[9]介绍了4极永磁电机偏移一对极的1/2和1/4齿距来减少齿槽转矩,该方法只限于4极电机。文献[10]通过偏移各个磁极的角度来消除基波齿槽转矩,但需要复杂的计算来建立偏移角。文献[11]介绍了每极分数槽的永磁电机的磁极偏移方法。在文献[12]中,采用正弦偏斜的方法来减小三相管状无刷永磁致动器的齿槽转矩。……
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