盘式力矩电机齿槽转矩分析研究

齿槽转矩波动是永磁电机固有缺陷,针对由齿槽转矩引起的电机输出转矩波动影响加工精度的问题,提出了基于能量法和傅里叶级数解析法的盘式力矩电机齿槽转矩计算方法,分析了盘式力矩电机齿槽转矩的影响因素。利用有限元分析工具,建立盘式力矩电机轴向磁场模型,在相同槽型尺寸和永磁体间隙的条件下,与外转子径向磁场电机进行对比分析,验证了盘式力矩电机的优势。研究结果表明,盘式力矩电机齿槽转矩波动幅值比外转子电机减小了25%。将盘式力矩电机嵌入转台中能够有效提高加工精度。     

双定子风力发电机齿槽转矩的削弱研究

以永磁直驱为基础,将新型电机结构—双定子运用到大型风力发电机上,与单定子电机相比,拥有更高的转矩密度和功率密度,还能提高电机内部空间的利用率。但双定子电机的齿槽转矩一般比单定子结构要大,需要进行削弱。求出双定子电机齿槽转矩表达式,对不同弧极系数、不同极槽配合数和内外定子相对位置改变对齿槽转矩的影响进行分析,最后运用Ansys有限元分析软件进行仿真验证。证明选取优化后的相关双定子电机参数可以有效地削弱齿槽转矩,减少电机的转矩波动,保证电机的平稳运行。     

盘式永磁电机的分数槽绕组齿槽转矩分析

由齿槽转矩造成的推力波动是影响盘式永磁电机运行性能的一个重要因素.为削弱齿槽转矩,采用基于能量法和傅里叶分解的解析分析方法推导出了齿槽转矩解析表达式,在此基础上研究了分数槽绕组对齿槽转矩的削弱作用,结合定子槽口宽度对齿槽转矩的影响,提出了减少盘式永磁电机齿槽转矩的优化方案,并利用有限元法对此优化方案进行了仿真分析和验证.研究结果证明,采用分数槽绕组和槽口优化相结合的方法能有效地削弱盘式电机的齿槽转矩.     

混合励磁开关磁链电机转子齿开槽对齿槽转矩的影响研究

针对混合励磁双凸极电机齿槽转矩较高,引起较大的振动和噪声的问题,对在12/10混合励磁开关磁链(HESFPM)电机转子齿顶开设辅助槽的方法进行了研究。介绍了12/10 HESFPM电机的拓扑结构和工作原理,结合12/10 HESFPM电机齿槽转矩的解析表达式,解释了转子齿顶开辅助槽降低齿槽转矩的原因;应用有限元分析方法,研究了辅助槽槽数、槽型、间距、尺寸和励磁电流对齿槽转矩的影响;在对辅助槽结构优化的基础上,比较了应用不同辅助槽结构时12/10 HESFPM电机的齿槽转矩,得到了可以最大程度削弱齿槽转矩的辅助槽结构;最后,研究了辅助槽对空载反电动势和平均转矩的影响。研究结果表明:当每个转子齿顶有2个矩形辅助槽时,12/10 HESFPM电机的齿槽转矩降低了92.32%,而平均转矩仅降低了10.3%。     

压缩机用无刷直流电机的设计与研究

针对电机的性能要求指标,根据电机电磁设计方法来确定电机的主要尺寸。无刷直流电机的转矩波动会引起电机的振动、产生电机噪声,从而影响电机的性能。齿槽转矩是引起电机转矩波动的重要因素,基于Maxwell建立该电机的二维模型,对其进行有限元分析,并利用不等厚永磁体的方法来降低该电机的齿槽转矩。最后通过Maxwell仿真对比,验证降低齿槽转矩方法的可行性。     

转子偏心EPS电机齿槽转矩的研究

汽车转向系统EPS电机以永磁无刷直流电机为主,齿槽转矩是其重点研究和优化的方向之一。本文阐述了转子偏心对电机磁场和齿槽转矩的影响,通过有限元法,仿真计算得到不同偏心程度对EPS电机齿槽转矩的影响,并对转子动态偏心和静态偏心进行了比较。结果表明:动态偏心对EPS电机齿槽转矩的影响较大,并通过试验验证了计算方法的正确性。     

永磁同步电机转子表面辅助槽 对齿槽转矩的影响研究

针对永磁同步电机存在的齿槽转矩过高引起的电机振动噪声问题,对转子表面辅助槽结构进行了优化。通过永磁同步电机齿槽转矩产生的原理,分析了转子结构对电机齿槽转矩的影响,探讨了转子表面辅助槽结构与电机齿槽转矩的关系,并进行了推导归纳;利用有限元软件搭建了8极48槽内置式永磁同步电机模型,以该内置式永磁同步电机模型为载体,通过改变气隙磁密谐波分量,采用多目标遗传算法计算出了辅助槽个数、位置和深度3个设计变量的最优解,得到了辅助槽结构的最佳设计方案。研究结果表明:采用优化后的转子表面辅助槽结构,可以有效降低内置式永磁同步电机的齿槽转矩,增加气隙磁密基波幅值,降低了5次和7次谐波幅值,使齿槽转矩峰值降低了76.2%,并且保证电机性能不降低。     

基于占空比补偿的永磁同步电机齿槽转矩抑制

永磁同步电机工作时输出的转矩出现周期性波动问题,在伺服系统对转矩和速度要求高的场合,波动所产生的影响不可忽视。对此,从电机控制角度出发,提出一种将抑制齿槽转矩波动所需的占空比补偿在矢量控制算法模型中的方法。这一方法通过测量计算电机转子旋转位置和对应位置抑制齿槽转矩所需的占空比之间的数据关系,作为额外补偿的占空比预先存储在矢量控制算法模型中,从而使电机在实际运转时齿槽转矩波动得到抑制。仿真结果表明,基于占空比补偿可以有效减小齿槽转矩波动及所产生的速度波动,改善永磁同步电机的使用性能。     

基于Ansoft Maxwell的内置式Ⅴ型永磁电机齿槽转矩优化

作为永磁电机制造不可忽视的性能指标,齿槽转矩是永磁电机向高性能高精度迈进前亟需解决的关键一步。文章基于能量法和傅里叶展开,解析推导出内置式Ⅴ型永磁电机的齿槽转矩理论表达式,从较直观的角度分析了齿槽转矩的产生规律,研究了不等厚磁极、开辅助槽和辅助凸部、槽口尺寸变化引起齿槽转矩波动的影响,并与Ansoft Maxwell有限元分析软件结合仿真各优化策略下的内置式电机齿槽转矩。研究表明,采用不等厚磁极、开辅助凹槽和辅助凸部、适当选取辅助槽尺寸均能减弱齿槽转矩对电机的影响。     

交流永磁力矩电机高过载状态下的转矩波动研究

交流永磁力矩电机具有转矩密度高、控制精度高、免维护等特点,转矩平稳性是其关键指标之一。本文采用有限元法对交流永磁力矩电机在不同负载状态下（轻载、额定负载、高过载）的转矩波动进行研究,并揭示转矩波动与饱和之间的变化规律。研究结果表明：交流永磁同步电机的转矩波动与负载程度密切相关;随着负载的增大,转矩波动峰值和转矩波动系数均呈现先上升后下降再上升的变化趋势;电磁转矩波动幅值明显高于总体转矩波动,只能反映总体转矩波动的趋势;负载齿槽转矩峰值的变化趋势和电磁转矩波动的规律几乎相同,也可当做判断总体转矩波动的一个参考值。     

EPS永磁无刷直流电动机齿槽转矩抑制方法

文章建立了快速分析永磁无刷直流电动机齿槽转矩的数学模型,分析了多种抑制齿槽转矩的方法,并提出了一种有效降低永磁无刷直流电动机齿槽转矩的全新转子结构,给出了齿槽转矩的计算波形,比较了直槽直极和分瓣斜极两种转子结构下齿槽转矩的大小,验证了这种方法的有效性。     

表贴式永磁电机制造误差对齿槽转矩影响的研究

在永磁电机中，制造误差对齿槽转矩有较大影响。对表贴式永磁电机制造误差对齿槽转矩的影响进行研究，分析齿槽转矩对于转子径向误差与圆周方向偏移误差的敏感度。建立转子外圆开槽放置平底状永磁体模型和转子外圆不开槽放置圆弧底状永磁体模型，基于蒙特卡洛方法，应用Matlab软件生成正态概率分布随机样本，建立考虑制造误差的有限元模型，计算齿槽转矩，得出齿槽转矩的分布规律。研制两种转子模型样机，进行齿槽转矩测量。结果表明，实测值与仿真结果吻合度较好，为表贴式永磁电机制造误差的分配提供了依据。     

磁齿轮啮合型电机齿槽转矩影响因素分析

磁齿轮啮合型电机是一种具有新颖电磁结构的永磁驱动元件,其具有转矩密度高、低速转矩大等优点。在分析所研究磁齿轮啮合型电机工作原理和齿槽转矩表达式后,得出了影响磁齿轮啮合型电机齿槽转矩的几个因素,利用有限元的方法建立了电机二维模型,对影响电机齿槽转矩及其波动的各种因素进行了仿真分析,得到了齿槽转矩及波动与电机结构尺寸和永磁体材料的变化关系。     

永磁同步电机转矩波动分析及其抑制

针对车用电驱动系统的高频噪声问题,研究了永磁同步电机矢量控制系统的转矩波动问题。其主要来源为位置检测产生的影响、电流检测产生的影响、逆变器中产生的误差、磁链谐波以及齿槽效应等电机本体的影响四方面。之后建立永磁同步电机矢量控制MATLAB/Simulink仿真模型,针对角度误差对比分析了转矩波动三维谱图,并与转矩波动分析相验证。最后,给出了两个角度误差引起的转矩波动的抑制方法并通过仿真验证。     

自动门无刷直流电机齿槽转矩优化设计

齿槽转矩是永磁无刷电机所特有的、具有磁阻性质的一种转矩.通过对永磁无刷电机齿槽转矩理论推导,得出影响永磁无刷电机齿槽转矩的因素.结合自动门用永磁无刷电机的优化要求,使用Ansys Maxwell软件对电机极弧系数、定子槽口宽度、电机转子磁钢偏心距等方面进行了仿真计算,得出合适齿槽转矩下的最佳极弧系数、合适槽口宽度以及磁钢偏心距.最后综合考虑电机的极弧系数、槽口宽度、气隙以及电机使用参数等因素,调整参数,达到优化电机齿槽力矩的效果.     

自动门无刷直流电机齿槽转矩优化设计

齿槽转矩是永磁无刷电机所特有的、具有磁阻性质的一种转矩.通过对永磁无刷电机齿槽转矩理论推导,得出影响永磁无刷电机齿槽转矩的因素.结合自动门用永磁无刷电机的优化要求,使用Ansys Maxwell软件对电机极弧系数、定子槽口宽度、电机转子磁钢偏心距等方面进行了仿真计算,得出合适齿槽转矩下的最佳极弧系数、合适槽口宽度以及磁钢偏心距.最后综合考虑电机的极弧系数、槽口宽度、气隙以及电机使用参数等因素,调整参数,达到优化电机齿槽力矩的效果.     

基于Ansoft的永磁同步电机齿槽转矩优化

分析永磁电机齿槽转矩的产生原理和抑制方法,基于有限元分析软件Ansoft,对一台永磁同步电机进行齿槽转矩优化仿真。首先针对齿槽转矩的产生,对其进行解析分析,总结永磁电机齿槽转矩的几种抑制方法;然后通过Ansoft软件,对以上方法进行仿真,细致研究几种方法对齿槽转的矩抑制程度和影响趋势;最终得出针对该款电机的最小齿槽转矩。     

基于转子优化的永磁电机齿槽转矩削弱方法

针对内置V型永磁同步电机(PMSM)齿槽转矩的问题,提出一种结合转子分段斜极与影响极弧系数的磁极参数的方法削弱齿槽转矩。首先根据解析式推导出分段斜极与齿槽转矩的关系,得到最佳分段数与斜极角度,然后推导出削弱齿槽转矩的最佳极弧系数,以最佳极弧系数为目标改变磁极参数,最后以一台8极48槽的永磁同步电机为例,通过有限元仿真验证该方法的正确性。研究结果表明:转子分段斜极与磁极参数结合的方法能有效削弱齿槽转矩。     

基于Ansoft的轮毂式无刷直流电动机齿槽转矩分析

轮毂式永磁无刷直流电动机作为电动车驱动系统的关键部分应用日益广泛,然而其固有的齿槽转矩引起电机的振动和噪声,并影响低速性能。以外转子永磁无刷直流电机为研究对象,应用Ansoft/Maxwell2D软件进行设计分析,结果表明,选择分数槽绕组,合理选取极弧系数和极槽配合是抑制齿槽转矩比较有效、实用的方法。     

小型力矩电机波动力矩的测量

综合考虑现有无刷直流力矩电机波动力矩动静态测量方法的不足,提出了一种精确测量力矩电机波动力矩的方法。分析了力矩电机波动力矩经典测量方法的误差来源,根据力矩电机分体式的结构特点和可以长期堵转的性能特点,提出了采用电机定子相对转子旋转测量波动力矩的方法。在力矩电机转子堵转的状态下,通过外力旋转定子,测量电机堵转力矩的波动值,从而有效减少测量过程中惯性力矩和摩擦力矩引入的误差。根据提出的测量方法搭建了一套波动力矩测量装置,使用蜗轮蜗杆机构实现了定转子的相对旋转,并对测量装置进行了校准实验。实验结果表明,对于量程为0~1Nm的装置,其测量准确度可达0.3%,线性度为0.1%,基本满足无刷直流力矩电机对波动力矩测量的精度要求。