降低齿槽转矩的闭口槽结构永磁无刷电机分析及设计方法.pdf

《降低齿槽转矩的闭口槽结构永磁无刷电机分析及设计方法.pdf》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5期叔1l!机Vo1．47．No．52014正5月MlCROMOTORSMav2014降低齿槽转矩的闭口槽结构永磁无刷电机分析及设计方法周洲，杨立(贵州大学机械工程学院，贵阳550025)摘要：齿槽转矩是电机设计的重要参数之一，其影响到电机的转矩波动、噪音和振动等。其产生的根本原因是永磁体对槽口两端的磁拉力不平衡。从这一根本出发，研究闭口槽对齿槽转矩的削弱作用，使用线性相位叠加模型说明了齿槽转矩的产生原因并运用解析法对闭口槽削弱齿槽转矩的机理进行进一步阐释；给出了一种可行的闭口槽电机电枢结构设计方法；

2、最后运用Ansoft软件对一台闭口槽永磁无刷电机进行了有限元仿真，验证了闭口槽结构的合理性。关键词：永磁无刷电机；闭口槽；齿槽转矩；有限元法中图分类号：TM36+1文献标志码：A文章编号：1001—6848(2014)05—0006—03AnalysisandDesignMethodofClosedSlotStructureforReducingCoggingTorqueofPermanentMagnetBrushlessMotorZHOUZhou，YANGLi(GuizhouUniversity，Guiyan

3、g550025，China)Abstract：Thecoggingtorqueisoneoftheimportantparametersofelectricmotordesign，ithasinfluenceonthemotorStorqueripple，noiseandvibration，etc．Thefundamentalcauseofcoggingtorqueisthetheun-balancedmagneticpullmadebypermanentmagnetforslotonbothends．Star

4、tingfromthefundamentalcause，discussedtheclosedslotstructureSinfluenceoncoggingtorque，usinglinearphasesuperpositionmodeltoillustratethecausesofthecoggingtorqueandusingtheanalyticmethodtogivesomefurtherexpla—nation．Presentedafeasibleclosedslotmotorarmaturestru

5、cturedesignmethod．Attheend，usingtheAnsoflsoftwaretomakeafiniteelementsimulationonaclosedslotpermanentmagnetbrushlessmotor，verifiedtherationalityoftheclosedslotstructure．Keywords：permanentmagnetbrushlessmotor；closedslot；coggingtorque；finiteelementsimulation的研

6、究发现，这些方法普遍存在齿槽转矩的优化瓶0引言颈或是对电机其它性能参数造成不利影响，研究新永磁电机齿槽转矩是由永磁体磁场与电枢铁心的设计方法是电机设计人员迫切需要的。从齿槽转齿槽相互作用而产生的。其主要表现为当绕组处于矩产生的根源进行分析，当磁极偏离槽口中线处时，开路情况下时，转子会产生向某些特定位置角靠近磁极对槽口两端产生不均匀的磁拉力，该拉力在气的趋势，即电机存在固有转矩误差，其存在将使电隙切向进行相位叠加产生齿槽转矩，而当电枢槽口机在运行过程中产生转矩波动、噪音、震动等问题，为闭口时，磁极产生的不均匀磁力

7、将大幅度减是高精度电机设计过程中需要攻克的主要难题之小J。本文从这一根本出发，建立闭口槽结构的分_1一。随着现代电机设计方法日趋成熟，众多用来析模型，运用Ansofl有限元软件分析闭口槽结构对削弱齿槽转矩的方式被逐步发掘出来，例如：定子齿槽转矩的影响，研究闭口槽结构绕组的嵌线方式，齿顶开槽法、斜极、斜槽法、极槽配合法、极弧系最后以一台8极12槽电机为例，使用有限元分析验数优化法、大小齿法、磁极偏移法等。但通过大量证闭口槽设计结构的合理性。收稿日期：2013—10—17作者简介：周洲(1989)，男，硕士研究生，

8、研究方向为高功率密度力矩电机的设计。杨立(1971)，男，研究员，硕士生导师，研究方向为微特电机的设计与优化。5期周洲等：降低齿槽转矩的闭口槽结构永磁无刷电机分析及设计方法·7·口后，切向力变化极为明显，齿槽转矩影响基本得1闭口槽结构原理分析到消除。1．1基于相位叠加的齿槽转矩分析1．2闭口槽结构的解析法分析对于一台旋转电机，将其沿圆周方向展开，呈一般齿槽转矩计算公式为：线性模型，研究