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。     

磁极削角表贴式永磁电机解析法建模与分析

通过对磁极削角来降低永磁电机的齿槽转矩,优化永磁磁极形状改变气隙磁密的分布,是一种减小齿槽转矩的常见方法。国内外文献大多都是基于有限元法对变量进行参数扫描,对永磁体如何削角以及削角尺寸的确定方法上解释还比较模糊,尚未解释如何确定最优削角位置。采用解析法,建立磁极削角的解析模型,利用卡特系数对定子有齿尖结构的磁路进行分析,计算了表贴式永磁电机的气隙磁密、反电动势以及齿槽转矩等参数。给出一种最优削角尺寸定量分析的方法,得出齿槽峰值转矩与削角尺寸的变化关系,使获得的齿槽转矩峰值极小。利用有限元法对建立的解析模型进行了验证。     

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。     

永磁体不对称放置削弱内置式永磁同步电动机齿槽转矩

针对内置切向式转子结构磁极偏移时,每极磁密的大小和分布都不相同的问题,基于解析法研究了偏移角度的确定方法.与表面式永磁电机不同,内置切向式结构在永磁体不对称时,每极极弧宽度会发生变化,影响每极磁密的大小和分布,两者都对齿槽转矩有影响,因此确定永磁体位置时须考虑两者的影响.基于内置式永磁同步电动机齿槽转矩解析表达式,分析每极磁密大小与分布对齿槽转矩的影响,研究磁极偏移角度的确定方法,并与表面式永磁电机磁极偏移角度进行了对比.采用有限元法计算不同偏移角度对齿槽转矩有影响的磁密谐波和齿槽转矩,有限元计算结果表明,由于考虑了磁极偏移对每极磁密的影响,磁极偏移能有效地削弱齿槽转矩.     

槽口宽度和磁极偏心对伺服电动机齿槽转矩的影响

伺服电动机的转矩脉动会影响机器人的定位精度,而齿槽转矩是转矩脉动的重要组成部分。以一台集中式绕组表贴式磁钢的永磁伺服电动机为例,采用傅里叶分解计算了齿槽转矩的解析式,同时利用有限元方法研究了改变定子槽口宽度和转子磁极偏心对削弱齿槽转矩的影响,根据计算结果对比分析了不同槽口宽度取值和不同磁极偏心取值对应的电机齿槽转矩峰峰值的变化规律。     

注塑机用永磁同步电动机的齿槽转矩优化

为了削弱一款注塑机用永磁同步电动机的齿槽转矩,改善其性能并使其能够平稳运行。基于永磁同步电动机齿槽转矩产生的原理,分析了磁极偏移与齿槽转矩的关系,现通过采用磁极偏移的方法可降低永磁电机的齿槽转矩。以一款注塑机用的48槽8极永磁同步电动机存在较大的齿槽转矩为例,基于Maxwell2D建立其有限元模型,再将磁极偏移角度设为变量,通过扫描分析得到最佳的偏移角度,仿真结果表明,将磁极偏移合适的角度可有效的削弱永磁电机的齿槽转矩。该文在优化注塑机用永磁同步电动机的齿槽转上具有较高的参考价值。     

低齿槽转矩的表面式永磁同步电动机优化设计

为了设计一款9槽6极低齿槽转矩的表面式永磁交流同步电动机,首先应用有限元软件分析了电机的磁钢偏心距、极弧系数和定子铁心槽口宽度等参数对齿槽转矩和反电势的影响,分析表明优化设计以上参数可有效削弱永磁交流同步电动机的齿槽转矩。然后分析出齿槽转矩波形的主要谐波分量,选择合适的磁极错移角进一步削弱齿槽转矩。最后通过对样机进行测试,表明该电机齿槽转矩得到了有效削弱。     

基于重复单元内置式单相永磁同步电动机的磁极偏移

齿槽转矩是单相永磁同步电动机研究的重要问题之一。为降低内置式"一"型单相永磁同步电动机的齿槽转矩,本文基于重复单元磁极偏移的原理,推导了齿槽转矩的傅里叶级数表达式。利用Maxwell2D对8槽6极、10槽8极和16槽8极结构电动机的磁极偏移角度进行扫描。仿真结果表明,基于重复单元磁极偏移方法对降低内置式"一"型单相永磁同步电动机齿槽转矩具有明显的效果,为内置式"一"型单相永磁同步电机齿槽转矩的优化提供了一定的理论依据。     

基于磁极不对称角度优化的内置式永磁无刷直流电动机齿槽转矩削弱方法

齿槽转矩削弱是永磁电机研究的重点和难点之一。本文基于能量法和傅立叶分解的解析分析法,给出了磁极不对称时内置式永磁无刷直流电动机的齿槽转矩解析表达式,据此研究了磁极不对称对齿槽转矩的影响,在此基础上,提出了使齿槽转矩最小的磁极不对称角度的解析确定方法。由于解析法采用了一些假设,忽略了饱和、漏磁等影响,所得到的磁极不对称角度不是最佳值。为使齿槽转矩最小,将全局优化方法、解析法和有限元相结合,把寻优可行域缩小在解析解附近以减小求解时间,利用全局优化算法和有限元进行优化,以获得磁极不对称角度最优解。本文对每极槽数为整数和分数的两台无刷直流电动机分别进行了解析分析和优化,结果表明,该文的优化方法可显著削弱齿槽转矩。     

内置式单相永磁同步电动机齿槽转矩的削弱

为了削弱内置式"一"型单相永磁同步电动机的齿槽转矩,推导了磁极偏移后齿槽转矩的表达式,分析了齿槽转矩与偏移角度的关系。以一台8槽6极内置式"一"型单相永磁同步电动机为例,对比分析了不同偏移角度下的齿槽转矩,同时给出了确定最佳偏移角度的方法。通过解析法的分析和有限元仿真结果表明,采用磁极偏移方法,偏移合适的角度能显著地削弱内置式"一"型单相永磁同步电动机的齿槽转矩。该文为内置式"一"型单相永磁同步电动机齿槽转矩的优化提供了一定的参考依据。