[发明专利]一种永磁电机及其模型的构建方法

说明书

本申请公开了一种永磁电机及其模型的构建方法，其中永磁电机包括：定子；定子的轴心为第一轴心；定子包括多个定子齿，每一定子齿的两个极靴之间的定子齿齿端为圆弧形凹口，圆弧形凹口的轴心为第二轴心；第一轴心和第二轴心相隔预置距离，其中，预置距离根据第一预置公式组计算得到。本申请通过改进定子齿的两极靴之间的定子齿结构，使得气隙长度沿定子齿齿端的圆周分布方向由小变大，再由大变小，气隙磁场波形保持较好的正弦性，降低气隙磁场波形的谐波畸变率，从而对转矩波动起到削弱作用，解决了传统对于永磁电机转矩波动的抑制大都是优化电机的工作参数，但缺乏对电机本体结构进行改进的技术问题。

技术领域

本申请涉及永磁电机技术领域，尤其涉及一种永磁电机及其模型的构建方法。

背景技术

相对直流电动机和异步电动机，永磁同步电动机因结构简单、效率密度高、功率密度大，损耗小和耐用性好的特点得到了大规模应用。

当永磁电机用作伺服电机时，转矩波动是衡量其性能的关键因素。转矩波动越小，电机的精度越高。但是永磁同步电机由于本身的磁路特点，其气隙磁密波形并非正弦分布，而带有一定量的谐波，从而使得反电动势的波形也非正弦分布，这无疑使得电机在工作时，存在较大的转矩波动。因此为了降低转矩波动，降低气隙磁密波形的谐波畸变率具有十分重要的意义。

传统对于永磁电机转矩波动的抑制大都是优化电机的工作参数，但缺乏对电机本体结构的改进。

申请内容

本申请提供了一种永磁电机及其模型的构建方法，通过对永磁电机的结构进行改进，解决了传统对于永磁电机转矩波动的抑制大都是优化电机的工作参数，但缺乏对电机本体结构进行改进的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种永磁电机，包括：定子；

所述定子的轴心为第一轴心；

所述定子包括多个定子齿，每一所述定子齿的两个极靴之间的定子齿齿端为圆弧形凹口，所述圆弧形凹口的轴心为第二轴心；

所述第一轴心和所述第二轴心相隔预置距离，其中，所述预置距离根据第一预置公式组计算得到。

优选地，还包括：转子；

所述转子与所述定子共轴心设置。

优选地，还包括：铜绕组，所述铜绕组位于两个相邻的所述定子齿之间的定子槽中。

优选地，所述第一预置公式组为：

其中，R为一个所述极靴和所述第一轴心之间的距离，H为所述预置距离，L为一个所述极靴和所述第二轴心之间的距离，X为所述定子齿齿端的内凹长度，θ为一个所述极靴对应的机械角度。

本申请第二方面提供了一种永磁电机模型的构建方法，应用于上述任意一种所述的永磁电机的模型构建，包括：

S1、根据所述永磁电机的结构参数，在ANSYS-Maxwell中创建所述永磁电机的电机模型，其中，所述结构参数包括所述定子齿的数量、所述预置距离及所述定子的尺寸大小。

优选地，还包括：

S21、基于所述电机模型，利用径向气隙磁密公式计算所述电机模型的径向气隙磁密基波及径向气隙磁密各次谐波，并对所述径向气隙磁密各次谐波进行预处理得到第一谐波；

S22、基于所述气隙磁密基波和所述第一谐波利用第二预置公式计算所述径向气隙磁密的谐波畸变率；

其中，所述第二预置公式为：

式中，N为预处理后的第一谐波的最高次数，G₁为所述气隙磁密基波的基波幅值，G_n为所述第一谐波的谐波幅值。