考虑加工误差的表贴式永磁伺服电机齿槽转矩分析与抑制

在永磁伺服电机中，齿槽转矩对加工误差非常敏感。为获取实际加工误差对齿槽转矩变化规律的影响，本文首先采用能量法建立考虑加工误差的齿槽转矩解析表达式，并分析了齿槽转矩对各种加工误差的敏感性。其次，基于蒙特卡罗方法，通过实测与供应商提供的数据估计各误差的概率分布，由概率分布产生随机样本，据此建立考虑加工误差的有限元模型，计算各模型的齿槽转矩，由此获得齿槽转矩及其频谱的分布规律。并且，论证了定子冲片循环旋转方法的最优旋转槽数，基本消除了定子侧误差产生的额外齿槽转矩。最后，从生产的一批电机中随机抽取样本进行齿槽转矩测试，验证了本文所用分析与抑制方法的可行性。     

磁极开槽法抑制永磁电动机齿槽转矩研究

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的齿槽转矩。     

基于极弧系数选择的实心转子永磁同步电动机齿槽转矩削弱方法研究

齿槽转矩的削弱是永磁电机的难点和研究重点之一。为削弱实心转子同步电动机的齿槽转矩，文中提出了一种基于能量法和傅立叶分解的的解析分析方法，给出了能明确表达齿槽转矩与设计参数关系的齿槽转矩解析表达式，据此研究了极弧系数对齿槽转矩的影响。在此基础上，提出了极弧系数的最佳确定方法。根据该文给出的方法，可以方便地得到不同极数和槽数配合时的最佳极弧系数，进而削弱齿槽转矩。最后利用有限元法对其进行了验证，证明文中提出的方法是正确有效的。     

PMSM齿槽转矩引起的转速谐波数学模型与最小化方法

针对矢量控制下永磁同步电机齿槽转矩引起转速谐波的机理复杂，及当前齿槽转矩抑制方法会增加控制系统复杂性等问题，推导矢量控制下齿槽转矩引起的转速谐波数学模型，提出基于PI控制器参数整定的转速谐波最小化方法。首先，通过分析矢量控制下齿槽转矩到电机转速的闭环传递机理，推导了齿槽转矩到电机转速的闭环传递函数，构建齿槽转矩引起的转速谐波数学模型。其次，以推导的数学模型建立目标函数，采用遗传算法寻优出使得齿槽转矩引起的转速谐波幅值最小的PI参数。最后，通过仿真和实验对所推导数学模型的准确性和所提转速谐波最小化方法的有效性进行验证。结果表明，基于数学模型寻优出的速度波动最小PI参数可使齿槽转矩引起的电机转速谐波幅值降低20%以上。     

永磁容错电机单槽齿槽转矩的相角研究

针对永磁容错电机的齿槽转矩优化问题,本文提出了基于单槽齿槽转矩相角的计算来快速选择极槽配比的新方法。通过对电机的每个单槽的齿槽转矩进行分析,发现相邻单槽的齿槽转矩是同形、不同相位的曲线。同时,电机全开槽的齿槽转矩与每个单槽的齿槽转矩之和基本一致。因此,选择适当极槽配比来避免每个单槽的齿槽转矩同相位,可以大幅减小齿槽转矩。利用优化后的有限元网格剖分,求得更加精确的齿槽转矩,验证了理论分析的正确性。     

分数槽集中绕组永磁同步电机齿槽转矩研究

从齿槽转矩解析式出发,推导了各次谐波分布及齿槽转矩周期;并利用有限元软件分析了永磁同步电机的定子椭圆、槽口不等分布及转子静态偏心对齿槽转矩的影响,仿真结果显示定子椭圆是影响电机齿槽转矩的主要因素,且电机的齿槽转矩随定子椭圆量近似线性递增。对样机进行了齿槽转矩测试实验,仿真值与实测值相差2.09%,验证了采用定子椭圆模型分析齿槽转矩的可行性及正确性。     

盘式永磁直流电动机齿槽转矩特性

分析了盘式永磁直流电动机齿槽转矩问题产生的原因,利用麦克斯韦张量法分析定位齿槽转矩。阐述了齿槽转矩产生的机理,利用Ansoft有限元仿真软件对齿槽转矩特性进行研究,找出了一个最优的削弱盘式永磁电机齿槽转矩的方法。     

转子静态偏心的表面式永磁电机齿槽转矩研究

齿槽转矩是永磁电机研究的重要内容之一。在实际生产中，由于偏心，不同程度的存在气隙不均匀的情况，势必影响气隙磁场分布，进而影响齿槽转矩的大小。该文基于能量法和傅立叶变换，给出了齿槽转矩的定性解析表达式，研究了转子静态偏心对永磁电机齿槽转矩的影响。研究表明：偏心对极数和槽数组合满足特定条件的电机的齿槽转矩的大小和分布影响较大，对不满足该特定条件的影响很小。最后文中给出了相应的判断标准，并利用有限元法进行了验证。     

极弧系数组合优化的永磁电机齿槽转矩削弱方法

永磁电机在高性能控制系统中应用越来越广泛，然而永磁体与有槽电枢铁心之间相互作用，产生齿槽转矩，引起电机的振动和噪声，并影响系统的控制精度。通常情况下，永磁电机各磁极的极弧系数相等。为削弱齿槽转矩，可设计相邻磁极极弧系数不等。文中采用不等极弧系数组合削弱永磁直流电机齿槽转矩，利用基于能量法和傅里叶分解的解析法得到齿槽转矩的表达式，通过分析起作用的气隙磁密的傅里叶系数，给出了使得齿槽转矩最小的极弧系数组合的确定方法。但是由于采用了一些假设，上述确定方法存在一定误差。为使齿槽转矩最小，采用全局优化方法与有限元相结合以获得最优极弧系数组合。文中对每极槽数为整数和分数的2台电机模型分别进行了解析分析和优化，结果表明：该优化方法可显著削弱齿槽转矩。     

一种内置V型永磁同步电机齿槽转矩的削弱方法

齿槽转矩会造成振动与噪声、电机控制精度低等问题,故有必要削弱电机的齿槽转矩。通过研究分析内置V型PMSM齿槽转矩的产生机理,分析与齿槽转矩有重要影响的气隙磁密谐波,提出了改变单极V型磁极宽度及V型磁极夹角角度,其它磁极不变以削弱齿槽转矩的方法。研究了不同磁极宽度及不同夹角角度对齿槽转矩的影响,对比分析了改变单极磁极与磁极未变化时对齿槽转矩、气隙磁密、平均转矩以及转矩波动的影响。     

基于有限元方法的双定子永磁同步发电机齿槽转矩研究

永磁电机不通电时永磁体与有槽电枢铁心之间相互作用,产生齿槽转矩,引起永磁电机低速起动困难。为了有效地削弱双定子低速稀土永磁同步发电机齿槽转矩,在目前国内外永磁电机齿槽转矩研究的基础上,建立了双定子低速稀土永磁同步发电机齿槽转矩的解析表达式,针对表达式中影响齿槽转矩大小的因素,利用有限元方法进行了仿真分析,得到了影响齿槽转矩大小的变化规律,为发电机最优设计提供重要依据。     

定子齿顶开辅助槽削弱永磁电机齿槽转矩的方法

本文研究了定子齿顶开辅助槽削弱永磁电机齿槽转矩的方法,利用Ansoft软件计算不同宽度和深度辅助槽时的齿槽转矩,分析辅助槽的槽形尺寸对齿槽转矩的影响。研究表明,选择合适的辅助槽尺寸,可以进一步削弱齿槽转矩;若选择不当,反而会增大齿槽转矩。最后,给出了辅助槽槽形尺寸的选择范围。     

基于有限元的双定子永磁同步电机齿槽转矩研究

为有效地削弱低速双定子稀土永磁同步电机齿槽转矩,在目前国内外永磁电机齿槽转矩研究基础上,建立了低速双定子稀土永磁同步电机齿槽转矩的解析表达式,针对表达式中影响齿槽转矩大小的一些因素,利用有限元方法进行了仿真分析,得到了影响齿槽转矩大小的变化规律,为电机最优设计提供重要依据。     

基于磁极参数的表贴式永磁同步电机齿槽转矩研究

齿槽转矩是永磁电机的重要问题之一,削弱齿槽转矩可以减少转矩脉动、降低电磁噪声、提高电机运行稳定性。基于磁极参数对表贴式永磁同步电机(SPMSM)的齿槽转矩进行了研究,基于能量法和傅里叶分解推导了不同永磁体模型下的齿槽转矩公式。研究发现,磁极参数的改变影响永磁体剩磁在气隙中分布和气隙相对磁导率的大小,进而改变齿槽转矩的大小。然后结合有限元方法对不同永磁体模型下的电机齿槽转矩进行了仿真分析,发现削极结构和组合磁极对齿槽转矩削弱明显,并通过有限元方法优化了这2种结构的磁极参数,最后分析对电机其他性能的影响。研究表明,合理地选择永磁体参数可以在确保电机性能的同时显著降低齿槽转矩。     

基于分块永磁磁极的永磁电机齿槽转矩削弱方法

基于齿槽转矩的周期性以及永磁磁极与槽口相对位置的不同对齿槽转矩分布的影响,采用叠加法研究了分块永磁磁极削弱齿槽转矩的方法。该方法无需计算永磁分块导致的复杂的气隙磁通密度分布,而基于不同分块之间与槽口相对位置的变化导致的不同的齿槽转矩的分布,通过合理选择永磁分块数、分块宽度及分块间隔,可使得不同分块产生的齿槽转矩相互抵消,从而有效地削弱齿槽转矩。针对每极整数槽和非整数槽结构,推导得到了永磁分块数、分块宽度以及分块间隔之间关系解析表达式。有限元计算表明,本文得到的确定方法可有效地削弱齿槽转矩。     

削弱永磁电机齿槽转矩的一种新方法

针对永磁体与有槽电枢铁心之间相互作用产生齿槽转矩,引起电机的振动和噪声,并影响系统的控制精度等问题,提出了通过改变磁极形状来削弱齿槽转矩的新方法。采用有限元分析方法,对不同形状永磁磁极的永磁电机齿槽转矩和磁通进行了分析和比较,并对槽数与极数配合对齿槽转矩的影响进行了研究。研究表明,采用偏心磁极结构可有效地削弱齿槽转矩,而对每极磁通影响较小,本文提出的方法是有效的。     

永磁电动机齿槽转矩的抑制方法

在永磁电机中,即使定子中没有电流,齿槽转矩也会存在。文中阐述了齿槽力矩产生机遇,综述了抑制齿槽转矩的方法,探讨了抑制齿槽转矩的发展趋势。     

直接驱动环形永磁力矩电机低速齿槽转矩脉动补偿研究

对于要求在低速下能够平稳运行的高精度直接驱动数控转台用环形永磁力矩电机伺服系统,它的定位精度主要受到以齿槽转矩为主的扰动力矩的影响。通过构建一个齿槽转矩观测器来动态补偿齿槽转矩,抑制了由于齿槽转矩引起的速度波动,从而减小了对电机低速性能的影响。仿真结果表明该方法有效提高了速度环的抗干扰能力和系统的低速精度。