磁極偏移法抑制表面-內(nèi)置式永磁轉(zhuǎn)子同步電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩分析

郭有權(quán)，司紀(jì)凱，司高杰，許孝卓，封海潮

(河南理工大學(xué) 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院，河南 焦作 454003)

磁極偏移法抑制表面-內(nèi)置式永磁轉(zhuǎn)子同步電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩分析

郭有權(quán)，司紀(jì)凱，司高杰，許孝卓，封海潮

(河南理工大學(xué) 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院，河南 焦作 454003)

針對(duì)所提出的表面-內(nèi)置式永磁轉(zhuǎn)子同步電機(jī)(SIHPMSM)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，建立不同充磁方式下SIHPMSM的齒槽轉(zhuǎn)矩解析模型。分析SIHPMSM磁極偏移狀態(tài)下整體和單個(gè)磁極的齒槽轉(zhuǎn)矩解析公式，得到磁極整體偏移和磁極分組偏移的齒槽轉(zhuǎn)矩優(yōu)化方法。采用有限元法計(jì)算SIHPMSM在不同充磁方式下磁極偏移時(shí)的齒槽轉(zhuǎn)矩，與實(shí)驗(yàn)樣機(jī)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，得出最優(yōu)的齒槽轉(zhuǎn)矩優(yōu)化方案。對(duì)比分析優(yōu)化前后電機(jī)反電勢(shì)、電磁轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)、效率等性能參數(shù)，驗(yàn)證了所采用優(yōu)化方法的正確性與合理性。

表面-內(nèi)置式永磁轉(zhuǎn)子同步電機(jī);齒槽轉(zhuǎn)矩;磁極偏移;反電勢(shì);電磁轉(zhuǎn)矩

永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、體積小、效率高、功率密度大，易于維護(hù)，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國防建設(shè)中有著廣泛的應(yīng)用。表面式永磁電機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小，但功率密度低，內(nèi)置式永磁電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩大，過載能力強(qiáng)，但漏磁突出，本文綜合傳統(tǒng)永磁電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，提出一種表面-內(nèi)置式永磁轉(zhuǎn)子同步電機(jī)[1-2]。

永磁電機(jī)繞組不通電時(shí)，永磁體和有槽鐵芯之間相互作用產(chǎn)生的周期性轉(zhuǎn)矩為齒槽轉(zhuǎn)矩，齒槽轉(zhuǎn)矩的存在會(huì)導(dǎo)致輸出電磁轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，電機(jī)振動(dòng)和噪聲等，影響系統(tǒng)的控制精度，因此國內(nèi)外學(xué)者提出了很多方法來減小齒槽轉(zhuǎn)矩?！?br>