磁极开槽法抑制永磁电动机齿槽转矩研究

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1、磁极开槽法抑制永磁电动机齿槽转矩研究高强，等中图分类号：TM351TM341文献标志码：A文章编号：1001-6848(2008)12—0001—04磁极开槽法抑制永磁电动机齿槽转矩研究高强，韩力(重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆400o44)摘要：在简述齿槽转矩产生机理和抑制方法的基础上，根据解析表达式讨论了磁场谐波对齿槽转矩的影响。在此基础上，建立了时变运动电磁场有限元模型，对不同程度开槽磁极对应的齿槽转矩进行了计算和对比分析。结果表明，适当的磁极开槽可有效削弱永磁电动机

2、的齿槽转矩。关键词：永磁电动机；齿槽转矩；磁极开槽；有限元法ReducingCoggingTorqueofPermanentMagnetMotorbyMagneticPolesNotchingGAOQiang，HANLifStateKeyLaboratoryofPowerTransmissionEquipment＆SystemSecurityandNewTechnology，ChongqingUniversity，Chongqing400044，China)Abstract：Reductionofc

3、oggingtorqueisoneofthedesignandcontrolfocusintheresearchofperma—nentmagnetmotor．Themechanismandreductionmethodsofcoggingtorquewerereviewedbriefly．Andthen，theefectsofelectromagneticfiledharmonicsoncoggingtorquewerediscussedbyanalyticalex—pressions．Inthi

4、sfoundation，thetime—varyingmovingelectro-magneticfieldmodelwasbuiltupandthecoggingtorquesfordiferentmagneticpolesnotchingwerecalculatedandcomparedbyfiniteelement．Theresultsshowedthatsuitablemagnetpolesnotchingcouldreducethecoggingtorqueefectively．KeyWo

5、rds：Permanentmagnetmotor；Coggingtorque；Magnetpolesnotching；Finiteelementmethod来抑制齿槽转矩的方法研究较少。文献[4]提出0引言磁极开槽可以减小齿槽转矩，但没有对如何开槽永磁电机存在齿槽转矩，引起电机的振动和以及不同程度开槽对齿槽转矩的影响效果进行定噪声，并影响在速度控制系统中的低速性能和在量分析。本文以永磁同步电动机为例，利用数值位置控制系统中的定位精度。齿槽转矩是永磁电仿真原理，通过模拟齿槽转矩的实际测量过程，机的一种

6、固有现象，它的产生来自于永磁体与电建立时变运动电磁场有限元模型，对不同开槽磁枢齿之间的切向力，是永磁体与电枢齿槽相互作极模型的齿槽转矩进行了分析计算，并得出用的结果。如何有效削弱齿槽转矩成为近年来永结论。磁电机研究的热点问题之一。。目前，抑制永磁电机齿槽转矩的方法可归纳为3种：一是改变磁极1齿槽转矩的解析表达式参数，如磁极偏移、改变极弧系数、改变磁极磁齿槽转矩是永磁电机不通电时永磁体和电枢化方向、磁极凿孔、磁极偏心、磁极削角以及本齿槽之间相互作用产生的，可以表示为：文中研究的磁极开槽等；二是改变电枢

7、结构，如'OW(1)减小定子槽开口宽度、采用磁性槽楔、电枢齿冠cos-开槽、斜槽、不等槽口宽配合、分数槽、改变定式中，为磁共能；为某一指定电枢齿中心线与子齿槽比率等；三是电枢槽数和极数的合理组合，某一指定永磁体中心线之间的夹角。如增大每极槽数等。然而，目前对采用磁极开槽假设电枢铁心磁导率无穷大，则电机内存储的能量可近似为永磁体和电机气隙中的能量，即：收稿日期：20o7．12．1O+Wg印dV(2)修回日期：20o8．O3_25．7．微电机对于任意相对位置，气隙磁通密度沿电枢表面的考虑铁磁材料的非线性

8、，描述时变运动电磁分布可表示为：场问题的偏微分方程为：B(0，)=B(0)G(0，Ot)(3)7×(7xa)+『警一Vx(V×A)1-．，。(9)则齿槽转矩可表示为：式中，A为矢量磁位；V为媒质相对于参考坐标系=一未[／Zo(0)G()d'，】(4)的运动速度；J为外部强加的源电流密度；为媒式中，0为位置角。质的电导率；为媒质的磁阻率。G(0，)的表达式为：忽略端部效应，设电流密度和矢量磁位只有z轴分量，速度只有轴分量，引入库仑规范V·G(，)=(5)=O，并加入边界