分数槽绕组永磁同步电机不平衡电磁力分析和抑制

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2、制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要随着全球性能源紧缺问题日益凸显，新能源技术已经成为各国政府关注的焦点。电动汽车以其高效、节能、环保的巨大优势，成为未来全球汽车领域的发展方向。永磁同步电机具有结构简单紧凑、功率密度高、效率高等优点，成为新能源汽车驱动系统研究和开发的重点。永磁同步电机采用分数槽绕组无论是在电机制造工艺上，还是在电机整体性能上都具有巨大的优势，尤其

3、在中小型功率应用场合，分数槽绕组结构已经得到了广泛的应用。永磁同步电机运行中，定子磁动势与永磁体磁动势相互作用产生电磁力。电机电磁力的切向分量产生电磁转矩，实现机电能量的转换和功率的输出。而径向电磁力分量将会引起电机的振动和噪声，降低电机整体性能。分数槽绕组结构在某种程度上又会加重电机径向磁拉力不平衡的情况。因此分数槽绕组永磁同步电机不平衡磁拉力的分析和抑制，对电动汽车驱动电机整体性能的提升具有重要的现实意义。介绍了在永磁同步电机设计中采用分数槽绕组的优点，通过对中小功率场合应用较多的8极9槽和10极9槽电机结构

4、的分析，阐述不平衡磁拉力的形成的电磁原因和机械原因，以及对电机整体性能特别是振动和噪声的影响。推导出了永磁同步电机不平衡磁拉力的数值计算方法，并对具体案例进行了有限元仿真分析比较。总结出导致分数槽绕组永磁同步电机产生不平衡磁拉力的三类主要的电磁因素，并针对每一种情况，分别提出了优化极槽数配合、优化电枢电流和优化气隙磁密谐波三种抑制措施。对每种措施做了简要的原理性分析和具体的有限元仿真验证。事实证明，上述三种方法均能对分数槽绕组永磁同步电机不平衡磁拉力现象进行有效的抑制，减少电机振动和噪声，提升电机整体性能。关键词

5、：电动汽车；永磁同步电机；分数槽；不平衡磁拉力；有限元ABSTRACTUnderthedualpressuresoftheenergyshortageandtheenvironmentpollution,theelectricvehiclewillbethesubstituteforthetraditionalinternal-combustionenginevehicleforitsadvantages,suchashighefficiencyoftheenergysourcesusage,lowemissio

6、nofthepollutionandsoon.Amongoverallvehicledynamicalcharacteristic,motordrivesystemisveryimportant.Andthepermanentmagnetsynchronousmotor（PMSM）isanidealchoicebecauseit’shighefficiency,hightorquedensity,lowvibrationandnoiseandotherexcellentadvantages.Permanentma

7、gnetsynchronousmotorswithfractionalslotwindinghashugeadvantagesnotonlyinmotormanufacturingprocessbutalsointhemotoroverallperformance,especiallyinsmallandmediumpowerapplications,thefractionalslotwindingstructurehasbeenwidelyused.Whenthepermanentmagnetsynchrono

8、usmotorisrunning,thestatormmfinteractswithpermanentmagnetmmftogenerateelectromagneticforce.Theelectromagnetictorqueisgeneratedbythetangentialcomponentoftheelectromagneticforce,buttheradia