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。     

降低永磁电动机齿槽效应转矩的方法

一、引言在永磁电动机中,转子磁钢与定子齿相互作用,其作用力在圆周方向的分量产生了齿槽效应转矩。齿槽效应转矩引起电机的振动和噪声。在调速驱动中,当转矩变化的频率和定子或转子的固有机械频率相同时,就引起共振,这样就加大了电机的振动和噪声。齿槽效应转矩对位置控制系统中的定位性能(如机器人、磁盘驱动器等)起了很大的作用,对速度控制系统也有较大影响,尤其是在低速运行时更为明显。     

抑制表贴式永磁发电机齿槽转矩的极弧系数优化设计方法

本文阐述了通过优化极弧系数来抑制表贴式永磁发电机齿槽转矩的基本原理,给出了极弧系数的优化设计方法,该方法采用经验系数表示磁极边缘磁通的影响。分别以整数槽(96槽8极)和分数槽(156槽32极)两个表贴式永磁发电机方案为例,对二者的最优极弧系数进行理论预测,并应用有限元法对其进行仿真验证。研究结果表明,两种方案的最优极弧系数理论预测值与有限元仿真结果非常接近,由此表明了该方法的正确性。     

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。     

集中绕组永磁同步电动机削弱齿槽转矩的方法

通过对单齿单绕集中式绕组永磁同步电动机的有限元分析、试制和设计改进,总结出削弱齿槽转矩的几个方法。     

基于不等槽口宽配合的永磁电动机齿槽转矩削弱方法

齿槽转矩的削弱一直是永磁电动机研究的重点之一.本文推导了采用不等槽口宽配合时可用于分析的齿槽转矩解析表达式,研究了改变相邻槽口宽度对于气隙相对磁导率的傅里叶分解系数的影响.研究表明,使得nz/(4p)为整数的最小的n为偶数时,可以通过改变相邻两槽的槽口宽度来减小齿槽转矩,本文推导了槽口宽度的计算公式;如果使得nz/(4p)为整数的最小的n为奇数时,采用相邻两槽槽口宽度不等的方法不但不会减小齿槽转矩,反而会增大齿槽转矩.最后利用有限元法进行了验证,证明本文得出的结论是正确有效的.     

永磁同步电动机齿槽定位转矩的研究

文章介绍了永磁同步电动机(PMSM)中齿槽(cogging)定位转矩的基本现象和概念,对已有减小和消除cogging方法作简要评述,指出已有文献中对转子磁系统不均匀的影响几乎没有提及的不足,简介了关于转子磁系统不均匀对cogging影响的研究,并应用于国产AC servo 中取得良好的效果,还介绍了cogging的测试装置,方法和实例。     

永磁同步电动机齿槽定位转矩的研究

文章介绍了永磁同步电动机(PHSM)中齿槽(cogging)定位转矩的基本现象和概念,对已有减小和消除cogging方法作简要评述.指出已有文献中对转子磁系统不均匀的影响几乎没有提及的不足,简介了关于转子磁系统不均匀对cogging影响的研究.并应用于国产AC servo 中取得良好的效果.还介绍了cogging的测试装置、方法和实例。     

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.     

一种削弱永磁同步电动机齿槽转矩的方法

为了研究实心转子永磁同步电动机的削弱措施,结合永磁电机永磁体极弧系数和永磁体不对称放置的方法,提出了一种仅改变实心转子非磁性槽楔的齿槽转矩削弱方法.通过非磁性槽楔的变化改变一个磁极的极弧宽度,其余磁极宽度不变,同时保持各个非磁性槽楔的宽度相同,通过合理的选择槽楔的形状和宽度,可以非常有效地削弱齿槽转矩.通过解析法研究了采用该方法后实心转子永磁同步电动机齿槽转矩的表达式,得到了永磁体剩磁平方的傅立叶分解表达式.据此得到了磁极的两种极弧宽度和磁极间距大小与齿槽转矩的关系式和磁极极弧宽度的确定方法.该方法仅改变了槽楔的形状,对电机结构影响较小,且合适极弧宽度组合较多,有限元验证表明该方法可有效地削弱齿槽转矩.     

磁极偏移削弱永磁电机齿槽转矩方法

研究了永磁电机磁极偏移对齿槽转矩的影响,发现当每极槽数不为整数时,磁极偏移会引入新的齿槽转矩谐波.因此要通过磁极偏移减小齿槽转矩,除了减小永磁体对称时存在的齿槽转矩谐波外,还要减小新引入的低次谐波.为解决现有的永磁体偏移角度计算方法存在的不足,本文推导了磁极偏移时齿槽转矩的表达式,提出了确定永磁体偏转角度的新方法.有限元计算结果表明:与现有的方法相比,本文提出的磁极偏移角度计算方法得到的偏转角度对原有齿槽转矩谐波以及新引入的低次谐波都有较好的削弱作用,因此能较好地减小齿槽转矩.     

Cogging Torque Analysis of Permanent Magnet Motors

】　提出了区域函数和单极性边缘函数两个新概念,利用这两个函数定量分析了永磁式电机齿槽定位力矩,并提出了削弱齿槽效应的新方法,为永磁式电机的设计提供了理论依据。     

永磁式电机齿槽定位力矩分析

提出了区域函数和单极性边缘函数两个新概念,利用这两个函数定量分析了永磁式电机齿槽定位力矩,并提出了削弱齿槽效应的新方法,为永磁式电机的设计提供了理论依据     

Cogging Torque Reduction in Permanent Magnet Machines

This paper examines two methods - magnet shifting and optimizing the magnet pole arc - for reducing cogging torque in permanent magnet machines. The methods were applied to existing machine designs and their performance was calculated using finite-element analysis (FEA). Prototypes of the machine designs were constructed and experimental results obtained. It is shown that the FEA predicted the cogging torque to be nearly eliminated using the two methods. However, there was some residual cogging in the prototypes due to manufacturing difficulties. In both methods, the back electromotive force was improved by reducing harmonics while preserving the magnitude.     

基于磁极偏移的盘式永磁电机齿槽转矩削弱方法

对应用于抽油机的大力矩低速盘式电机的研究中,由齿槽转矩造成的推力波动是影响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盘式永磁电机磁极偏移与齿槽转矩的关系式,提出磁极分组进行磁极偏移对齿槽转矩低次谐波的削弱方法,在此基础上通过槽口优化进一步削弱齿槽转矩的高次谐波.利用有限元法进行仿真分析和验证,结果显示磁极偏移与槽口优化相结合的方法能有效的削弱盘式永磁电机的齿槽转矩.     

削角磁极抑制永磁电动机齿槽转矩的研究

齿槽转矩对高性能永磁电动机的控制性能有很大影响,其削弱方法是永磁电动机研究的重要内容之一.在分析永磁电动机齿槽转矩产生机理的基础上,根据齿槽转矩解析表达式,研究了采用削角磁极对齿槽转矩的影响.结果表明,不同程度的削角对磁密平方的nz/2p次谐波分量的幅值影响很大,进而影响齿槽转矩的大小.在此基础上,建立了时变运动电磁场有限元模型,对不同程度削角磁极对应的齿槽转矩进行了计算,找到了最佳削角位置.通过对比分析,验证了所得的结论是正确有效的.     

永磁电机齿槽转矩的产生机理与抑制方法

齿槽转矩是永磁电机中一个不可避免的问题,它对电机特性和控制精度有着重要影响。文章通过研究基本的齿槽效应,将其进行叠加,得出了完整的齿槽转矩,提出了齿槽转矩的抑制方法,并利用有限元分析软件进行了验证。     

永磁同步电机齿槽定位力矩补偿

定位力矩是永磁同步电机固有的问题,对驱动系统将产生不利的影响.在永磁同步电机齿槽定位力矩特点分析的基础上,提出一种在电流中注入谐波对定位力矩进行补偿的方法,抑制了由于定位力矩引起的速度波动,从而减小了对电机低速性能的影响.仿真和实验结果验证了该方法的有效性.     

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。     

不对称气隙单相永磁无刷直流电动机定位转矩分析

利用电磁场仿真分析软件MagNet对样机的气隙磁场进行了仿真分析,在此基础上利用Maxwell应力张量法和虚位移法,对样机的定位转矩进行了定量分析计算。利用MagNet软件的两种计算定位转矩的方法,分别对样机的定位转矩进行了仿真计算。最后,对比分析了利用Maxwell应力张量法、虚位移法和MagNet软件计算样机定位转矩的结果。Maxwell应力张量法更适合所研究对象定位转矩的计算。