[发明专利]五相不等齿靴双谐波永磁同步电机及齿靴弧度优化方法

权利要求书

1.一种五相不等齿靴双谐波永磁同步电机，其特征是：包括定子和转子，所述定子包括定子铁芯、定子齿和定子绕组，所述定子齿的齿靴采用不等齿靴的铁心结构，所述定子齿根据齿靴弧度分为电枢齿和辅助齿，电枢齿和辅助齿间隔布设在定子铁芯上；电枢齿齿靴弧度与辅助齿齿靴弧度的弧度比n的优化方程为：目标函数：min{k_obj, THD_obj}；优化变量：[θδ]^T，k_obj=-k₁-k₃/3+k₇/7+k₉/9；约束条件：THD_obj=THD_v=3，0.559θ, δ0.785，θ+δ=1.257；其中，θ为电枢齿齿靴弧度，δ为辅助齿齿靴弧度，k₁为基波绕组因数，k₃为三次谐波绕组因数，k₇为七次谐波绕组因数，k₉为九次谐波绕组因数，k_obj为目标次谐波绕组因数，THD_obj为目标不等齿靴定子绕组注入双谐波电流时的磁动势谐波畸变率，THD_v=3为目标不等齿靴定子绕组注入三次谐波电流时的磁动势谐波畸变率；采用不等齿靴的电枢齿靴和辅助齿靴间隔排布，且弧度和等于极距，以及基波和三次谐波电流同时注入的方式获取最大输出转矩。

2.如权利要求1所述的一种五相不等齿靴双谐波永磁同步电机，其特征是：采用不等齿靴结构，优化气隙磁密的分布，磁力线是通过齿靴由气隙进入定子齿部，齿靴弧度改变磁力线由气隙进入定子齿部的路径，影响绕组的槽距角。

3.如权利要求1所述的一种五相不等齿靴双谐波永磁同步电机，其特征是：所述定子绕组为五相单层分数槽集中绕组。

4.如权利要求1所述的一种五相不等齿靴双谐波永磁同步电机，其特征是：所述电机的基波、三次谐波绕组因数和基波、三次谐波磁动势谐波畸变率由电枢齿齿靴弧度与辅助齿齿靴弧度的弧度比所决定，通过多目标优化可得到高功率密度、低谐波失真、低损耗的电机定子结构。