基于齿槽转矩优化的冷却风扇异响消除

李允，汤乐超，陈兵，杨鹏

（1.中国第一汽车集团有限公司研发总院，吉林 长春 130013；2.汽车振动噪声与安全控制综合技术国家重点实验室，吉林 长春 130011）

前言

永磁电机具有效率高、比功率较大、功率因数高、可靠性高和便于维护的优点，在各个领域的应用更加深入。然而永磁体和电枢齿相互作用，不可避免地产生齿槽转矩，导致转矩波动，引起振动和噪声，影响系统地控制精度，齿槽转矩是高性能永磁电机设计和制造中必须考虑和解决的关键问题[1]。

永磁电机齿槽转矩的削弱方法主要有极磁偏移法、极弧系数法、斜槽或斜极法、开辅助槽法等多种方法。刘婷等[2]提出磁极偏移角度计算方法，对电机齿槽转矩有显著削弱效果。文献[3]提出一种基于能量法的极弧系数选择方法，采用有限元方法验证解析法的有效性。安忠良等[4]采用解析法和有限元法相结合的方式研究了隔磁桥形状的改变对齿槽转矩的影响。文献[5-7]介绍了不同辅助槽形状、尺寸、数量对齿槽转矩的影响。

本文采用有限元法，通过优化电枢齿顶辅助槽形状、尺寸、数量，减小永磁电机齿槽转矩，解决了冷却风扇加速和减速异响问题。本方法仅调整电枢齿顶部结构，改动量小，周期短，不增加成本，为永磁电机异响问题解决提供参考。

1 齿槽转矩数学表达式

齿槽转矩是永磁电机固有特性，由永磁体和电枢齿之间相互作用力的切向分量产生的转矩，用电机不通电时的磁共能对于位置角的负倒数表示。……