[发明专利]削弱低速永磁同步电机齿槽转矩的方法

说明书

本发明提供一种削弱低速永磁同步电机齿槽转矩的方法，包括步骤：S1：利用Maxwell软件建立一低速永磁同步电机仿真模型；S2：优化所述低速永磁同步电机仿真模型的偏心距，获得一第一优化结果；S3：根据所述第一优化结果同时利用斜极法优化所述低速永磁同步电机仿真模型的槽偏斜角度，获得一第二优化结果；S4：根据所述第二优化结果同时优化所述低速永磁同步电机仿真模型的极弧系数，获得一最终优化结果；S5：根据所述最终优化结果确定一目标电机的机械结构。本发明的一种削弱低速永磁同步电机齿槽转矩的方法，可有效降低电机齿槽的转矩的基波和谐波，并能够通过各相的反电势波形，磁链和空载输出转矩来观察齿槽转矩的大小。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机设计领域，尤其涉及一种削弱低速永磁同步电机齿槽转矩的方法。

背景技术

表贴式永磁同步电机具有体积小，结构简单，技术成熟等技术特点，其被广泛地应用到许多工程领域中，是非常具有发展潜力的节能环保型电机。尽管永磁电机具有众多优点，但仍旧存在一些影响其输出性能的问题值得我们研究，其中比较重要的一种就是齿槽转矩。永磁电机这种自身存在的齿槽物理结构会导致电机中产生一种转矩，即便在电枢绕组不通电依的情况下依然会产生类似这种转矩，即齿槽转矩。齿槽转矩将会使电机产生转矩波动，从而引起振动及噪声，使电机难以平稳地运行，影响电机的整体性能。此外，齿槽转矩也会对位置控制系统和速度控制系统的精度和性能产生比较明显的影响。因此，本文研究削弱齿槽转矩的方法对提升电机的性能具有重要意义。在现在的技术情况下有很多方法：斜槽，不等槽口宽，极槽配合，斜极等技术手段。

电机的辅助槽法运用在很多电机上，加辅助槽的目的是减少主要的谐波分量，同时辅助槽本身会产生谐波，当辅助槽产生的谐波与原定子产生的谐波同相位变化时，会使定位力矩升高；反之，会使定位力矩降低。辅助凹槽中心线与定子冲片中心线的夹角决定了二者是同相还是反相。所加辅助凹槽产生的谐波，将会抵消原来有害的谐波分量的P次谐波，同一冲片在对称位置上增加两个辅助凹槽的作用是相互抵消谐波分量，合适角度的选择，冲片坑口开口位置的减小，都能够减少能量变化。同一冲片上，辅助凹槽在对称位置上排布能取得较好的效果。不等槽口宽配合时电机的电枢参数为偶数时，可以通过调整相应两槽口宽的大小来减小齿槽转矩，但是不等宽槽口削弱齿槽转矩对于电枢参数为奇数反而使得电机的齿槽转矩增大。

低速永磁同步电机一般是指转速低于500r/min的电机。这样的电机在许多工业传动领域中是常见的，如电梯驱动系统、重型机床、矿山机械、石油机械、化工机械、电力机械、冶金机械以及建筑机械等，在这些低速永磁同步电机中，我们往往需要降低电机的齿槽转矩从而提高整个转动装置稳定性和运行效率。目前，尚缺乏一种能够有效削弱低速永磁同步电机齿槽转矩、降低电机的谐波，并可观察齿槽转矩的方法。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种削弱低速永磁同步电机齿槽转矩的方法，可有效降低电机齿槽的转矩的基波和谐波，并能够通过各相的反电势波形，磁链和空载输出转矩来观察齿槽转矩的大小。

为了实现上述目的，本发明提供一种削弱低速永磁同步电机齿槽转矩的方法，包括步骤：

S1：利用Maxwell软件建立一低速永磁同步电机仿真模型；

S2：优化所述低速永磁同步电机仿真模型的偏心距，获得一第一优化结果；

S3：根据所述第一优化结果同时利用斜极法优化所述低速永磁同步电机仿真模型的槽偏斜角度，获得一第二优化结果；

S4：根据所述第二优化结果同时优化所述低速永磁同步电机仿真模型的极弧系数，获得一最终优化结果；

S5：根据所述最终优化结果确定一目标电机的机械结构。

优选地，所述S2步骤进一步包括步骤：