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来源：《科学与技术》2018年第05期
摘要：随着永磁材料性能和电气控制技术的发展，永磁电机在电梯行业的使用成为主流，然而永磁体与有槽定子铁心之间会产生齿槽转矩，因此齿槽转矩作为永磁电机特有的问题之一越来越被关注，因为齿槽转矩会引起电机振动，影响电梯的舒适度，传统的永磁同步电机定子齿槽使用一体式冲片叠装，新型的电机定子使用单个槽型进行拼接，采用此种设计一方面是为了使工艺可以简单化一点，另一方面也是为了提高电机的功率系数，但是拼接处会出现缝隙，影响到同步电机齿槽转矩的变化，因此为了寻最优的拼接槽型，文章研究了定子拼接槽型对永磁同步电机齿槽转矩的影响。 关键词：永磁同步电机；齿槽转矩；拼接形状；有限元法
1 前言
隨着市场的需求，永磁同步电机的功率被要求越来越高，一体式的电机结构目前应用最为广泛，这样的电机需要的原材料面积是很大，材料的利用率不是很高，因此产生不少边角料，导致制造的成本高，还有受定子绕组嵌线工艺的影响，必须设计合适的定子槽口尺寸，因此为了满足这些要求进行定子齿槽拼装永磁同步电机槽转矩的研究。
2 定子拼装结构
拼装定子有两种结构，一种是有拼接槽的，拼接面向上并且向内还设置有拼接片，另一种也有拼接片不过是向外的。冲片的图形比较固定就是工字扇环形。多组定子叠片可以形成一个圆环形电机定子，首尾相连的两个接片是拼接槽和拼接片。拼接槽的形状是多种多样的，拼接片也如此，因此定子冲片的形状也是多种多样的，需要根据不同的使用条件进行选择，定子冲片形状决定因素有应用场合，还有就是工艺水平。不同的定子冲片形状决定着不同的加工难度，因此T型冲片和梯形冲片因为加工难度系数比较低就常常被选用。
3 齿槽转矩表达式
齿槽转矩是在电机不通电的情况下，铁芯和永磁铁之间相互作用产生的转矩，主要产生原因就是互相作用力的切向分量引起，齿槽转矩的表达式是一种角的负导数，这个角表示定转角的位置，磁场能量的表达式是在电机不通电的前提下根据齿槽定义的。电机内储存的能量计算方法是求和，包括永磁铁中的能量，还包括电机气隙中储存的能量，但是这种计算能量的方法也只是一个近似值，计算能量总和的前提条件是电枢铁芯的磁导率无穷大。磁场的能量由很多的因素决定，定转子的相对位置、永磁体的性能以及电机的结构等，根据这些特性就能够推导出来齿槽转矩的表达式了。表达式需要包含的参数有定转子相对位置变化的范围、表示整数的字母、分解系数（气隙磁密平方中的）、真空磁导率、定子轭内半径、电枢外半径等，这些参数综合在一起就可以表示转矩的变化周期。永磁体产生的气隙磁密平方傅里叶分解系数就是因为齿槽作用产生的。但是不是所有的分解系数都是由于齿槽转矩作用产生的，与次谐波的含量还是有关系的。谐波的含量随着谐波次数的增加而减少，较低次谐波受齿槽转矩的气隙磁密影响。
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