表面-内置式永磁同步电机优化设计

赵素珍,司纪凯,封海潮,张新良,封孝辉

(1.河南理工大学,焦作454003;2.华北科技学院,北京101601)

0 引 言

表面-内置式永磁同步电机(以下简称SIPMSM),综合了表面式和内置式永磁电机的优点,减小漏磁,省去隔磁桥,提高机械强度,拥有较高的过载能力。然而在SIPMSM中,永磁体与有槽电枢铁心相互作用产生齿槽转矩,进而产生振动和噪声。因此对于齿槽转矩的研究一直都很受关注[1-3]。文献[4]采用解析法与有限元法相结合的方法研究槽口宽度对内置式永磁电机齿槽转矩的影响。先确定对齿槽转矩有影响的气隙磁导平方的傅里叶分解次数,再计算槽口宽度变化对气隙磁导平方的傅里叶分解次数的影响,最终确定最佳槽口宽度。该方法既确保了结果的准确性,又减少了计算时间。文献[5]基于单个槽口和一个磁极中心产生的齿槽拉力的移相叠加模型,采用有限元分析永磁电机的齿槽转矩与槽口宽度的关系。在特定槽口宽度下叠加的转矩会互相抵消并发生周期畸变的情况,这样能使转矩最小化。文献[6-9]提出了采用磁极形状、极弧系数组合、等半径磁极、静态偏心、极数和槽数配合等方法减小齿槽转矩。文献[10]具体分析了定子开焊槽对永磁电机空载反电势的影响,并研究了焊槽的不同位置对反电势的影响,提出优化焊槽尺寸和选择合理的焊槽数量的方案。本文对SIPMSM进行优化设计,通过改变定子槽型削弱齿槽转矩、降低转矩波动、降低空载反电势谐波含量,提高电机的工作性能。……