[发明专利]一种减少永磁电机齿槽转矩的装置、永磁电机及方法

权利要求书

1.一种减少永磁电机齿槽转矩的装置，其特征在于，包括：铁芯以及设置在所述铁芯周围的永磁体单元，所述永磁体单元包括N段永磁体，N段永磁体分为M段正永磁体和N-M段负永磁体，M段正永磁体和N-M段负永磁体沿轴向同轴排列于同一圆柱面，且各段永磁体的转矩初始相位相同或相差180°；

M段正永磁体记为第1段正永磁体，……，第i段正永磁体，……，第M段正永磁体，且第i段正永磁体的极弧系数范围为使得第i段正永磁体的齿槽转矩在前半周期为正值、后半周期为负值；

N-M段负永磁体记为第1段负永磁体，……，第j段负永磁体，……，第N-M段负永磁体，第j段负永磁体极弧系数范围为使得第j段负永磁体的齿槽转矩在前半周期为负值、后半周期为正值；

且基于每段正永磁体的极弧系数范围和每段负永磁体的极弧系数范围，每个时刻，所有正永磁体的齿槽转矩与所有负永磁体的齿槽转矩之和最小；

其中，1≤i≤N，1≤j≤N-M，M＜N，k、m、n均为整数，i为正永磁体次序，j为负永磁体次序，N为永磁体总段数，M为正永磁体的数量，N_s为槽数，N_p为极数，N_L是槽数N_s和极数N_p的最小公倍数。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述N段永磁体的厚度相等，正永磁体数量等于负永磁体数量，第i段正永磁体的极弧系数与第j段负永磁体的极弧系数满足

其中，为第i段正永磁体的极弧系数，为第j段负永磁体的极弧系数，i的数值与j数值相等，l为整数。

3.一种永磁电机，包括定子与转子，其特征在于，所述转子为权利要求1所述装置。

4.一种减少永磁电机齿槽转矩的方法，其特征在于，包括如下步骤：

在转子铁芯周围设置M段正永磁体和N-M段负永磁体，所述M段正永磁体和N-M段负永磁体沿轴向同轴排列于同一圆柱面，且各段永磁体的转矩初始相位相同或相差180°；

每段正永磁体的极弧系数范围为使每段正永磁体的齿槽转矩在前半周期为正值、后半周期为负值；

每段负永磁体的极弧系数范围为使每段负永磁体的齿槽转矩在前半周期为负值、后半周期为正值；实现减少永磁体齿槽转矩；

每个时刻，所述永磁体单元的齿槽转矩为所有正永磁体的齿槽转矩与所有负永磁体的齿槽转矩之和，以所述永磁体单元的齿槽转矩最小为目标，基于每段正永磁体的极弧系数范围和每段负永磁体的极弧系数范围，优化得到每段正永磁体的极弧系数和每段负永磁体的极弧系数；

其中，M＜N，k、m、n为整数，N为正永磁体和负永磁体总数量，M为正永磁体的数量，N_s为槽数，N_p为极数，N_L是槽数N_s和极数N_p的最小公倍数。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述任意正永磁体厚度和任意负永磁体厚度相同且正永磁体数量等于负永磁体数量时，第i段正永磁体的极弧系数与第j段负永磁体的极弧系数满足公式

其中，为第i段正永磁体的极弧系数，为第j段负永磁体的极弧系数，i的数值与j数值相等，1≤i≤M，1≤j≤N-M，l均为整数。