基于有限元分析的表貼式永磁同步電機齒槽轉矩研究.pdf

1、表貼式永磁同步電機具有體積小、結構簡單、效率高、轉矩密度大等優(yōu)點，被普遍地應用到許多工程領域中，是非常具有發(fā)展?jié)摿Φ墓?jié)能環(huán)保型電機。盡管永磁電機具有眾多優(yōu)點，但仍舊存在一些影響其輸出性能的問題值得我們研究，其中比較重要的一種就是齒槽轉矩。永磁電機這種自身存在的齒槽物理結構會導致電機中產(chǎn)生一種轉矩，即便在電樞繞組不通電依的情況下依然會產(chǎn)生類似這種轉矩，即齒槽轉矩。齒槽轉矩將會使電機產(chǎn)生轉矩波動，從而引起振動及噪聲，使電機難以平穩(wěn)地運行，影

2、響電機的整體性能。此外，齒槽轉矩也會對位置控制系統(tǒng)和速度控制系統(tǒng)的精度和性能產(chǎn)生比較明顯的影響。
　　本研究主要內容包括：⑴建立了正弦波永磁同步電機的數(shù)學模型，并對其穩(wěn)態(tài)性能和磁路設計作了比較深入的研究，為永磁同步電機的設計作了鋪墊。分析了齒槽轉矩產(chǎn)生的機理及其計算方法。⑵研究了半圓形輔助槽對永磁同步電機齒槽轉矩的影響。利用半圓形輔助槽對電機的定子結構進行改進，使用電機設計軟件MotorSolve對電機模型進行有限元仿真分析，得到

3、了齒槽轉矩隨輔助槽半徑、槽數(shù)、槽位置等參數(shù)的變化規(guī)律，另外還研究了輔助槽參數(shù)對電機電磁轉矩、反電勢波形和空載氣隙磁密波形的影響。⑶基于對輔助槽削弱齒槽轉矩方法的研究，設計了一臺永磁同步電機，并將輔助槽應用到所設計的電機中。為了能更好地設計出高性能的永磁同步電機，對電機的定子槽、繞線方式、永磁體磁極及氣隙參數(shù)都作了優(yōu)化設計，并對電機的齒槽轉矩、溫度場、損耗、氣隙磁密等性能進行了有限元分析，最后設計了電機的機械結構。⑷對加工好的樣機進行實驗