[发明专利]一种汽车发电机转子爪极优化设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车发电机，更具体的说是涉及一种汽车发电机转子爪极优化设计方法。

背景技术

在汽车发电机的磁极参数中，转子爪极的极尖宽度和极根宽度尤为重要。汽车发电机转子爪极的极尖宽度和极根宽度的选择不但影响汽车发电机的齿槽转矩，还影响汽车发电机的效率，必须进行合理确定。汽车发电机的转子与定子齿槽相互作用力的切向分量形成齿槽转矩，齿槽转矩引起的转矩脉动是汽车发电机振动和噪声产生的重要原因。目前控制汽车爪极发电机电磁方面的振动和噪声的方法主要从气隙的径向电磁力波和定子模态频率着手，分析各种极槽配合可能存在的电磁力波次数并预测电机结构各阶径向模态频率，在保证力学性能指标的前提下尽量选择各次电磁力波最高频率低于并远离电机结构相应径向各阶模态频率的极槽配合。但是在现有的汽车发电机中，即便是选择了合理的极槽配合还是存在着较大的电磁振动和噪声，原因是没有单独改变电机的磁极参数或电枢参数来进一步削弱电机的齿槽转矩。在现有的汽车爪极发电机中，转子爪极的N极磁极的极尖宽度和S极磁极的极尖宽度相等，并且其N极磁极的极根宽度和S极磁极的极根宽度相等。

目前汽车发电机在做齿槽转矩优化时，容易忽略对效率的影响，或者说没有就齿槽转矩和效率同时对汽车发电机进行优化，特别是当爪极的磁极参数改变较大时汽车发电机的效率变化比较大。因此，综合汽车发电机齿槽转矩和效率，来优化转子爪极磁极参数成为目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种汽车发电机转子爪极优化设计方法，以期可以在提高汽车发电机的电机效率的同时，减小汽车发电机的齿槽转矩。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案：

本发明汽车发电机转子爪极优化设计方法的特点是：令所述转子爪极的N极磁极的极尖宽度为b₁且极根宽度为b₂；令所述转子爪极的S极磁极的极尖宽度为b₃且极根宽度为b₄；令所述汽车发电机的电机效率的初始值为η₀，令所述汽车发电机的齿槽转矩的初始值为T_cog0；以所述电机效率和所述齿槽转矩为待优化参数，通过调整b₁、b₂、b₃和b₄，得到电机效率的优化值η和齿槽转矩的优化值T_cog，确定使电机效率的优化值η和齿槽转矩的优化值T_cog满足条件：η>η₀且T_cog<T_cog0的b₁、b₂、b₃和b₄的最优取值范围，在所述最优取值范围内调整转子爪极的N极磁极的极尖宽度和极根宽度，以及转子爪极的S极磁极的极尖宽度和极根宽度。

本发明汽车发电机转子爪极优化设计方法的特点也在于：所述b₁、b₂、b₃和b₄的最优取值范围按如下步骤计算获得：

a、设置b₁>b₃、b₂>b₄且b₁+b₄=b₂+b₃，或者设置b₃>b₁、b₄>b₂且b₁+b₄=b₂+b₃；