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来源:《科学与财富》2015年第19期
摘 要:永磁电机中,永磁体与有槽电枢铁心间相互作用,不可避免地会产生齿槽转矩,引起永磁电动机输出扭矩出现波动,产生振动与噪声,影响系统的控制精度。本文从齿槽转矩产生机理出发,研究了一种计算方法,合理地设计定子槽数与磁极极数,降低齿槽转矩,永磁电机运行平稳,易于控制,为样机制造提供理论依据。 关键词:永磁电机;齿槽转矩;电机控制
引言
齿槽转矩是永磁电机特有的问题,是高性能永磁电机设计与制造过程中必须解决的关键问题。目前国内减小齿槽转矩的方法有很多,如改变永磁体参数、改变电枢参数的方法及电枢槽数和极数的合理配置等等。
1.齿槽转矩与电枢槽数与极数的关系
在一个齿距内,齿槽转矩是周期性变化的,原因是电枢齿槽与转子相对位置在一个齿距内是变化的,这个变化周期取决于极数与电枢槽数,我们设定极数为2p,槽数为Q,三相电机每极每相槽数q=,永磁电机中q一般为分数。常写成,其中b为整数,为分数部分,令,式中的意义是在于每相有e个永磁体磁极完全对准其所应对准的电枢槽数,其余的永磁体磁极都偏离它们应对准的电枢齿。如电枢每极每相槽数q=,60极,三相电机,说明每相有1 个永磁体磁极完全对准其所应对准的电枢齿,三相共3个永磁体互成60度均匀分布在转子的圆周上,其余57个对称偏离,这时永磁体磁极会自动寻路径最短且磁导高的物体作为其磁通路径。
改变磁极参数是通过改变对齿槽转矩起作用的Brn的幅值,达到削弱齿槽转矩的目的。这类方法有:改变磁极的极弧系数、采用不等厚永磁体、磁极偏移、斜极、磁极分段、不等极弧系数组合和采用不等极弧系数等。
改变电枢参数能对齿槽转矩起主要作用的Gn的幅值,进而削弱齿槽转矩。这类方法主要包括:改变槽口宽度、改变齿的形状、不等槽口宽、斜槽、在齿上开辅助槽等。