[发明专利]一种混合式转子连续极永磁同步电机及降低其转矩脉动的方法

权利要求书

1.一种混合式转子连续极永磁同步电机转子结构，其特征在于：包括表嵌式永磁体、轮辐式永磁体、转子铁芯；其中所述表嵌式永磁体为2n块，n＝1、2、3…，形状设计结构为弧形结构，永磁体径向充磁方向一致，对称表嵌在转子铁芯内侧圆周上，每一块表嵌式永磁体永磁体和相邻的转子铁芯构成一对极；所述轮辐式永磁体为4n块，形状设计为长方形结构，两两对称内置在转子铁芯上，每两块相邻轮辐式永磁体构成一对极，每一块表嵌式永磁体和相邻两个轮辐式永磁体在空间上交错分布，相邻两个轮辐式永磁体之间的夹角偏移之前为45°/n，偏移之后每两个轮辐式永磁体均向两者的中心线偏移θ/n角度；该电机转子结构关于水平线和竖直线对称；

偏移角度θ为1°；

所述表嵌式永磁体为2块，轮辐式永磁体为4块。

2.一种降低混合式转子连续极永磁同步电机转矩脉动的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，通过提高永磁同步电机的相数，从而提高电机的转矩脉动周期数，降低电机转矩脉动；

步骤2，通过优化混合式转子表嵌式永磁体的极弧系数、表嵌式永磁体的厚度、轮辐式永磁体的长度和宽度，从而降低转子磁动势中引起转矩脉动的分量，再次降低转矩脉动；

步骤3，在得到的优化电机的模型基础上，对轮辐式永磁体进行角度偏移θ，从而达到进一步降低转矩脉动的目的；

所述步骤1中的永磁同步电机为五相，其转矩脉动T_pul的计算公式为：

其中，μ₀是空气的磁导率，p为极对数，g是气隙长度，r_g是中间气隙的半径，L是叠片堆叠长度，γ_d表示为电流角，h为谐波阶次，F_sh和F_rh分别为h阶定子和转子磁动势。所以能够产生转矩脉动的定转子磁动势谐波阶次为：h＝10m±1，m＝1,2,3…，则影响转矩脉动的转子气隙磁密的谐波阶次为：h＝10m±1，m＝1,2,3…；和传统的三相电机相比，将电机设计为五相电机，电机的转矩主脉动阶次从6m次提升到10m(m＝1,2,3…)次；

表嵌式永磁体的极弧系数为0.5-0.7，表嵌式永磁体的厚度与表嵌式永磁体所对应的转子铁芯内外径之差的比为0.1-0.16:1，轮辐式永磁体的长度与表嵌式永磁体所对应的转子铁芯内外径之差的比为0.5-0.8:1，轮辐式永磁体的长度与轮辐式永磁体所对应的转子铁芯内外径之差的比为0.5:1；该转子铁芯的四个内圆弧相对于圆心均为90°。

3.根据权利要求2所述的一种降低混合式转子连续极永磁同步电机转矩脉动的方法，其特征在于：所述步骤2中的优化表嵌式永磁体的极弧系数为0.65、表嵌式永磁体的厚度4.1mm、轮辐式永磁体的长度为18.4mm、轮辐式永磁体的宽度为4.8mm，减小影响转矩脉动的转子气隙磁密的谐波阶次(10m±1，m＝1,2,3…)，即转子磁动势中引起转矩脉动的谐波阶次(10m±1，m＝1,2,3…)。

4.根据权利要求2所述的一种降低混合式转子连续极永磁同步电机转矩脉动的方法，其特征在于：所述步骤3中的偏移角度θ为1°。