[发明专利]外转子永磁同步电机的斜极结构与转矩脉动优化方法

权利要求书

1.一种外转子永磁同步电机的斜极结构，其特征在于，包括定子、定子绕组、转子、永磁体，初始的永磁体倾斜15度，具有24槽28极结构，即定子包括24个直槽，定子绕组采用集中式的绕法，绕在定子铁芯的一个齿上，转子上具有28个相同的永磁体。

2.根据权利要求1所述的一种外转子永磁同步电机的斜极结构的转矩脉动优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：对电机进行斜极角度仿真，确定合适的斜极角度，建立电机模型；

步骤二：基于具有斜极结构的电机模型，选用4个关键参数，给出四因素五水平表，建立样本库；所述关键参数为定子槽高、极弧系数、永磁体厚度、定子外径；所述四因素五水平表包括：定子槽高在8.1mm-8.5mm，每隔0.1mm取一值，取值为：8.1mm、8.2mm、8.3mm、8.4mm、8.5mm，即五水平；极弧系数在0.8-0.84中，每0.1mm取一值，取值为：0.8、0.81、0.82、0.83、0.84；永磁体厚度在1.83mm-1.87mm中，每隔0.01mm取一值，取值为:1.83mm、1.84mm、1.85mm、1.86mm、1.87mm；定子外径在61.3mm-61.7mm中，每隔0.01mm取一值，取值为：61.3mm、61.4mm、61.5mm、61.6mm、61.7mm；所述四因素五水平表一共有5⁴＝625种组合；

步骤三：基于关键参数建立的样本库，采用K-最近邻算法建立拟合模型，以决定系数R²为标准对回归模型的精度进行校验；

步骤四：基于拟合模型，采用精英反向黄金正弦鲸鱼算法寻找最优结构参数。

3.根据权利要求2所述的转矩脉动优化方法，其特征在于，所述步骤一中，斜极角度θ_w的经验公式为：

式中，p为极对数，Z为齿槽数，N_p为齿槽转矩周期数，HCF(2p,Z)为取两者最大公约数。

4.根据权利要求3所述的转矩脉动优化方法，其特征在于，所述步骤二中，电机的计算转矩如式(3)所示：

式中，k_nm为气隙磁场波形系数；k_dp为绕组系数；α'_p为计算极弧系数；A为线负荷；B_δ为气隙磁通密度；D为电枢直径；l_ef为铁心有效长度；其中，气隙磁场波形系数k_nm包括气隙磁密波形系数和气隙磁通波形系数。