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定子槽宽对内置式永磁同步电机齿槽转矩的影响.docx


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定子槽宽对永磁电机齿槽转矩的影响彭润泽(上海大学机电工程与自动化学院,上海)摘要:本文简要介绍了齿槽转矩产生的原理,用能量法推导出齿槽转矩的解析表达式,指出可以通过改变定子槽口的大小影响相对气隙磁导进而影响齿槽转矩大小。针对定子电枢槽口宽度,本文对比了尺寸相同的整数槽和分数槽内置式永磁同步电机在不同槽口宽度下,磁路计算的方法和有限元法计算出的齿槽转矩的大小和其基波所占大小,得到了定子槽宽和齿槽转矩的关系,并揭示了磁路计算方法的指导作用。关键词:永磁同步电机;齿槽转矩;槽口宽度;有限元法Influenceofslut-synchronousmotorPengRunze(SchoolofEngineering-Mechatronicsandautomation,ShanghaiUniversity,Shanghai,China)Abstract:,:PMSM;coggingtorque;finiteelementmethod;slotopening;0引言近年来,随着永磁材料性能不断提高和价格的不断下降,永磁电机以其体积小、结构简单、运行可靠、功率密度高、输出转矩大、动态性能好以及电机形状和尺寸灵活多样等显著优点,越来越广泛地应用于国防、工农业生产和日常生活中[1].然而永磁电机自身也存在许多问题。由于永磁电机中永磁体和开槽电枢铁心相互作用,不可避免产生齿槽转矩,导致转矩波动,降低永磁电机伺服驱动系统的控制特性和运行可靠性,影响系统的控制精度,并引起振动、噪声等问题[2]。如何抑制齿槽转矩成为了国内学者研究的对象。分析齿槽转矩常用的方法通常有解析法、有限元法、图解法和等效磁网络法等[1]。文献[3]中,作者推导了相对气隙磁导的解析表达式,得到了气隙磁场的表达式文献[4]中作者建立了气隙磁场的一维解析模型和气隙磁导的表达式,得到了对齿槽转矩有影响的气隙磁导的傅里叶分解系数,得出了槽口宽度计算方法。文献[5-8]基于许瓦茨-克里斯托菲尔变换,构造出考虑齿槽效应的复数气隙磁导函数,[9]用有限元方法,对永磁电机的齿槽转矩进行频谱分析,得到了消除特定谐波分量的方法。在分析齿槽转矩的产生机理之上,国内外学者提出了很多抑制齿槽转矩的方法。现有的齿槽转矩削弱方法有:(1)极槽配合(2)改变永磁形状(3)极

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  • 时间2020-09-25