[发明专利]一种削弱永磁同步电机齿槽转矩的方法

摘要

本发明公开了一种削弱永磁同步电机齿槽转矩的方法，电机磁极分布于上盘转子磁轭表面，所述电机的磁极沿转子圆周方向分为若干组，每组具有若干相邻磁极，除组内第一外，其余磁极具有不同的机械偏移角度，指向第一磁极，通过确定电机的齿槽转矩以及确定磁极偏移角度两个步骤，各次谐波都得到有效削弱，对电机的极数多少没有限制，不用区分电机是分数槽还是整数槽，能够指导永磁直驱风力发电机工程实际的应用。

主权项

一种削弱永磁同步电机齿槽转矩的方法，电机磁极分布于上盘转子磁轭表面，其特征在于，所述电机的磁极沿转子圆周方向分为若干组，每组具有若干相邻磁极，除组内第一外，其余磁极具有不同的机械偏移角度，指向第一磁极，具体削弱齿槽转矩的方法如下：1)确定电机的齿槽转矩，电机齿的槽转矩采用能量法解析，假设电枢铁心的磁导率为无穷大，则电枢铁心的磁阻近似于零，将电枢铁芯中储存的能量忽略不计；此时，电机的磁场能量W几乎都存储在电机气隙和永磁体之中，其关系满足$W=\frac{1}{2{\mathrm{\μ}}_0}{\∫}_V{B}_r^2\left(\mathrm{\θ}\right){\[\frac{h_m\left(\mathrm{\θ}\right)}{h_m\left(\mathrm{\θ}\right)+\mathrm{\δ}(\mathrm{\θ},\mathrm{\α})}\]}^{2}dV$上述关系式中，B_r(θ)为永磁体剩磁；δ(θ，α)为有效气隙长度；h_m(θ)为永磁体充磁方向长度，故电机在不通电时磁场能量对定转子相对位置角的负导数即为齿槽转矩；在磁极均匀分布的电机中，电机旋转一周齿槽转矩变化NS个周期，整个电机的齿槽转矩可表示为上述关系式中，N_s为电机槽数Z与电机计数2P的最小公倍数，为傅里叶系数，α为电机转子与定子的相对位置角，为第j个永磁体与定子齿的相对位置角；2)确定磁极偏移角度，假定把磁极沿转子圆周方向分为k组，每组包括m(m＝2p/k)个相邻磁极，每组磁极内第一个磁极方向指向磁轭圆心，自第二个磁极起，令第m个磁极按机械角度为(m‑1)×θ偏移设置；则削弱第n次谐波时，每组单个定子齿所占的弧度的偏移角度mθ_n满足${\mathrm{m\θ}}_n=\frac{{\mathrm{\θ}}_{s1}}{n}.$