内置式永磁同步电机(IPMSM)利用交、直轴磁阻不对称产生的磁阻转矩带来更高的功率密度,提高电机效率和弱磁扩速能力,被广泛用于电动汽车等领域

。然而,IPMSM存在齿槽转矩和转矩脉动大的缺点,引起电机的振动和噪声,导致电动汽车在运行中的平稳舒适度降低,还会造成轴承的磨损和整体绝缘能力的下降

。

合理优化定转子结构、改变主磁极充磁方式可以减小齿槽转矩和转矩脉动。国内外学者从优化定子结构入手,提出定子斜槽和分数槽结构来削弱转矩脉动,但斜槽结构在生产时需要特殊的夹具,增加了绕线难度;当定子槽数为奇数

采用分数槽结构时,电机将会产生不平衡磁拉力和较大的低阶力波。文献[6-7]提出定子齿开槽和两侧削角的结构,并比较了开槽形状、深度、宽度和不同削角类型对电机振动的改善效果,但没有分析结构改变对电磁性能的影响。从优化转子结构方面:文献[8]提出了“Machaon”结构降低了电机的转矩脉动,但仅考虑了磁阻转矩对转矩脉动的影响。文献[9-10]采用转子开槽的结构来降低电机齿槽转矩,指出当辅助槽结构超出磁临界值时,齿槽转矩反而会增大,但此方法在降低齿槽转矩的同时会减小电磁转矩。文献[11]提出表贴式永磁同步电机部分分段Halbach结构,在抑制电机齿槽转矩方面起到了很好的效果,但此结构未能改善电机转矩脉动。文献[12-14]提出了转子分段斜极、永磁体和磁钢不同结构对电磁振动的影响情况,但优化分析均存在一定的局限性。……