抑制内置式永磁同步电机纹波转矩的实用设计方法_王艾萌.pdf

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1、DOI:10.15934/j.cnki.micromotors.2014.04.004第47卷第4期Vol.47.No.42014年4月MICＲOMOTOＲSApr.2014抑制内置式永磁同步电机纹波转矩的实用设计方法1112王艾萌，马德军，王慧，路利军(1．华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室，河北保定071003;2．保定市汇邦电气有限公司，河北保定071051)摘要:提出了一种简单实用的抑制内置式永磁同步电机的纹波转矩的电机设计方法。基于强调气隙磁通谐波的转矩纹波解析式优化设计了V型永磁转子拓扑结构及其参数，实现转矩纹波的

2、最小化，并通过有限元仿真验证其正确性。基于样机测试的反电势波形对实际输出转矩进行了计算预测，有限元仿真结果和实验预测结果基本吻合，说明该方法对减小纹波转矩是可行的。关键词:内置式永磁同步电机;转矩纹波;有限元中图分类号:TM351;TM341文献标志码:A文章编号:1001-6848(2014)04-0001-05PracticalMethodofMinimizingTorqueＲippleforInteriorPermanentMagnetSynchronousMachine1112WANGAimeng，MADejun，WANGH

3、ui，LULijun(1．StateKeyLaboratoryofAlternateElectricalPowerSystemWithＲenewableEnergySources，NorthChinaElectricPowerUniversity，BaodingHebei071003，China;2．HuiBangElectricalCo.Ltd.，BaodingHebei071051，China)Abstract:Thispaperproposedapracticalmethodforminimizingtorqueripplei

4、nanIPMsynchronousmotordesignbyoptimizingtheone-layerV-shaperotortopology.Theoptimizationwasperformedusingananalyti-calexpressionforthetorqueripplewhichwasbasedontheinteractionbetweenthestatorandrotorfluxden-sity，andtheresultswerevalidatedwithfinite-elementanalysis.Apro

5、totypewasconstructedandpreliminarytestresultswereshown.Theestimatedtorquewaveformwhichagreeswellwithsimulatedtorquewaveformwasobtainedbasedonthemeasuredback-EMF.Keywords:interiorpermanentmagnet(IPM)machine;torqueripple;finiteelementanalysis(FEA)［2-4］问题。0引言一般地，脉动转矩(Puls

6、atingTorque)被定义为内置式永磁同步电机由于其高转矩、高功率密纹波转矩与齿槽转矩之和。齿槽转矩(Cogging度及其较宽的扩速范围等特点广泛地应用于混合动Torque)是空载时由永磁转子的磁场与定子开槽磁阻［1］力车(如丰田普瑞斯)以及新能源电动车中，由相互作用产生的转矩，纹波转矩(ＲippleTorque)是于其凸极效应产生的磁阻转矩的存在，相比于同等负载时定子磁动势与转子电磁特性(包括转子永磁体气隙长度的表贴式永磁同步电机会产生更大的转矩磁场以及转子磁阻的变化)相互作用产生的转矩。本脉动，而且降低转矩脉动需调节参数也较

7、多。高转文重点研究削弱纹波转矩的新方法。矩脉动会影响伺服系统的控制精度并导致电机的振传统的削弱纹波转矩的方法主要有斜槽，磁极动以及缩短电机的寿命，因此在设计内置式永磁同形状优化等方法，但大多数是针对表贴式电机或传步电机使其输出较小的脉动转矩是一个关键统一字型内置式永磁体的，虽然文献［3］给出了内收稿日期:20130829基金项目:河北省自然科学基金(E2012502018);中央高校基本科研业务费专项资金(13MS76)。作者简介:王艾萌(1963)，女，博士，副教授，硕士生导师，研究方向为永磁电机及其控制。马德军(1986)，男，

8、硕士研究生，研究方向为永磁电机设计。47卷·2·置式单层或多层永磁体电机的定转子磁动势谐波之1纹波转矩分析与计算间的相互作用产生的转矩纹波解析表达式，但是主要通过定性分析研究采用不同的槽极配合来削减纹已知内置式永磁同步电机d，q轴坐标