内置式永磁电机齿槽转矩的产生及削弱分析_蒋卿正

《内置式永磁电机齿槽转矩的产生及削弱分析_蒋卿正》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第47卷第12期Vol.47.No.122014年12月MICＲOMOTOＲSDec.2014内置式永磁电机齿槽转矩的产生及削弱分析蒋卿正(华域汽车电动系统有限公司，上海201202)摘要:基于麦克斯韦应力张量法利用有限元工具进行了整数槽结构内置式永磁电机齿槽转矩的分析，分析了齿槽转矩在转子外圆上的时空分布特点与规律，从比较直观的角度阐述了齿槽转矩的产生原因，并且提出了利用波形抵消来优化永磁体宽度以削弱齿槽转矩基波及其高次谐波的方法。关键词:齿槽转矩;内置式永磁电机;麦克斯韦应力张量法;齿槽转矩高次

2、谐波中图分类号:TM351;TM341文献标志码:A文章编号:1001-6848(2014)12-0012-04AMethodtoAnalyzeandＲeduceCoggingTorqueinIPMSMJIANGQingzheng(HuayuAutomotiveElectricDriveSystemCo.，Ltd．，Shanghai201202，China)Abstract:ＲeducingcoggingtorqueisoneofthekeypointsofoptimaldesignofIPMSM，

3、atpresent，thecog-gingtorqueinSPMSMwasanalyzedalot，butnotIPMSM.ThemainreasonisthatthemagneticcircuitofIPMSMismorecomplicate，theexpressionofwhichisnoteasytoderivation.ThisdissertationusedtheMax-wellstresstensormethodtoanalyzethecoggingtorqueinsteadofthec

4、onventionalvirtualdisplacementenergymethod，analyzedthedistributionandtheprincipleofproductionofcoggingtorqueinaintuitivepointofviewbyusingtheMaxwelltensormethodandFEAsoftware，thisdissertationadvancedamethodtoreducecoggingtorqueanditsharmonicsbyoptimald

5、esignofthewidthofmagnetattheend.Keywords:coggingtorque;IPM;Maxwellstresstensormethod;harmonicofcoggingtorque原理与特点。本文基于麦克斯韦应力张量法，利用0引言有限元工具，进行内置式永磁电机的齿槽转矩分析，永磁同步电动机以其高效、高转矩密度、低振从比较直观的角度分析了齿槽转矩的产生规律，并［1］动噪声的性能特点而被广泛应用于工业运用之中。提出了通过波形抵消来优化永磁体形状以降低齿槽由于磁阻最小原

6、理，永磁体磁场与定子齿槽相互作转矩的方法。［2］用，产生了齿槽转矩，进而产生振动和噪声，影1齿槽转矩在转子外表面的分布特点响系统的控制精度。因此有效减小或消除齿槽转矩［3］［11］具有重要的意义。国内外的文献中，对表贴式永利用麦克斯韦应力张量法计算齿槽转矩:2π磁电机的齿槽转矩进行了大量的分析，提出了各种Lef2［4-10］Tcog=rBrBθdθ(1)削弱齿槽转矩的方法，而对于内置式永磁电机μ00齿槽转矩的分析比较少，究其原因，是因为目前分式中，Lef为铁心轴向长度，r为位于气隙中的圆周半析齿槽转

7、矩主要采用能量法的解析计算，而内置式径，Br为空载时位于半径r处的径向磁密，Bθ为空永磁电机的磁路结构比表贴式电机复杂，其解析式载时位于半径r处的切向磁密，θ为空间机械角(机比较难推导。械弧度)。麦克斯韦应力张量法是分析电机磁场的有力工在气隙中紧贴转子外径边缘提取Br与Bθ，即可具，在现代电机设计技术中，有限元成为了电机设以通过式(1)计算出电机的齿槽转矩。计的重要工具，但是直接利用有限元软件进行齿槽本文利用一字型内置式永磁电机进行分析，电转矩的计算，不能比较直观地了解齿槽转矩的产生机的参数如表1所

8、示。收稿日期:2014-04-22作者简介:蒋卿正(1989)，硕士研究生，工程师，研究方向为新能源汽车电机设计。12期蒋卿正:内置式永磁电机齿槽转矩的产生及削弱分析·13·右端，因此产生了逆时针的齿槽转矩20Nm。图148槽8极电机模型表1电机参数参数参数值极数8槽数48转子外径/mm160磁钢剩磁/T1.2永磁体宽度/mm33为方便计算，本文利用该电机的1/8模型(一个极距)进行分析，将该模型外径均分为1000个离散区间，式(1)可以写成:θ110008Lef28