三相永磁同步電機之內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁無刷電機的齒糟轉(zhuǎn)矩及其削弱

一、表面式內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁無刷電機的齒槽轉(zhuǎn)矩及其削弱表面式內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁無刷電機的典型磁極結(jié)構如圖5一66 ( a）、（b）所示，兩者的區(qū)別僅在于磁極形狀，圖5一“ ( a）中的永磁體為扇形，而圖5一“ ( b）中永磁體的兩直線邊平行。從理論上講，前面討論的表面式永磁電機的齒槽轉(zhuǎn)矩削弱方法對這兩種磁極形狀都適用，但極弧系數(shù)合理選取和不等極弧系數(shù)組合兩種方法中極弧系數(shù)的確定方法適用于圖5一66 ( b ) ,而不適用于圖5一66 ( a）。

對于圖5一67所示的平行充磁瓦片形磁極結(jié)構中，陰影所示的永磁體在內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁無刷電機和永磁直流電機中所起的作用不同。在永磁直流電機中，短弧面向氣隙，陰影所示的永磁體對氣隙磁場作用很小，甚至可以忽略不計；而在內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁無刷電機中，長弧面向氣隙，陰影所示的永磁體對氣隙磁場影響較大。因此前面討論的極弧系數(shù)的確定方法不適合于圖5一66 ( a）所示的結(jié)構，此時最佳極弧系數(shù)可通過極弧系數(shù)的優(yōu)化或采用有限元法計算不同極弧系數(shù)時的齒槽轉(zhuǎn)矩而得到。

二、內(nèi)置式內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁無刷電機的齒槽轉(zhuǎn)矩及其削弱

內(nèi)置式內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁無刷電機的永磁體置于轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)部，如圖5一68所示。前面討論的磁極分段、極數(shù)和電樞槽數(shù)組合、極弧系數(shù)的合理選取、不等槽口寬配合、磁極偏移、開輔助槽、不等極弧系數(shù)組合和不等極弧系數(shù)等方法對其都適用（永磁體不等厚的方法不再適用）。此外，內(nèi)置式內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁無刷電機還可以采用不均勻氣隙削弱齒槽轉(zhuǎn)矩。下面首先給出前述方法在內(nèi)置式內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁無刷電機中的應用例子，然后討論采取不均勻氣隙削弱齒槽轉(zhuǎn)矩的方法。

1．前述齒槽轉(zhuǎn)矩削弱方法在內(nèi)置式內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁無刷電機中的應用

( 1）基于極弧系數(shù)合理選取的齒槽轉(zhuǎn)矩削弱方法。下面以一臺6極內(nèi)置式永磁同步電機為例說明極弧系數(shù)的確定方法，其結(jié)構如圖5一69所示，與齒槽轉(zhuǎn)矩有關的主要設計參數(shù)見表5一7 。

( 2）基于磁極偏移的齒槽轉(zhuǎn)矩削弱方法。下面以一臺6極內(nèi)置式永磁同步電機為例進行說明，與齒槽轉(zhuǎn)矩有關的主要參數(shù)見表5一8 。當定子槽數(shù)分別為30和27時，采用前述磁極偏移角度確定方法以及電磁場優(yōu)化方法得到的磁極偏移角度見表5一9，對應的齒槽轉(zhuǎn)矩分別如圖5 -74 、圖5一75所示?？梢钥闯?，通過選取合適的磁極偏移角度，可以大幅度削弱齒槽轉(zhuǎn)矩。( 3）基于磁極分段的齒槽轉(zhuǎn)矩削弱方法。下面以表5一9中的電機（6極、 36槽）為例討論磁極分段對齒槽轉(zhuǎn)矩的削弱。此時，Np一1 , 051一10 “ 。若磁極軸向分為5段，則相鄰兩段錯開 。

( 4）基于不等極弧系數(shù)組合的齒槽轉(zhuǎn)矩削弱方法。下面以6極內(nèi)置式永磁同步電機為例進行說明，與齒槽轉(zhuǎn)矩有關的主要參數(shù)見表5一9 。對于6極30槽電機，采用的極弧系數(shù)組合為（)；對于6極28槽電機，采用的極弧系數(shù)組合為（)，分別與極弧系數(shù)為0 . 7的齒槽轉(zhuǎn)矩進行對比，如圖5一78和圖5一79所示?？梢钥闯?，通過選取合適的極弧系數(shù)的組合，可以較好地削弱齒槽轉(zhuǎn)矩。

( 5）基于極數(shù)和電樞槽數(shù)組合的齒槽轉(zhuǎn)矩削弱方法。如前所述，在定轉(zhuǎn)子相對位置變化一個齒距的范圍內(nèi)，齒槽轉(zhuǎn)矩是周期性變化的，變化的周期數(shù)取決于極數(shù)和槽數(shù)組合，周期數(shù)越多，齒槽轉(zhuǎn)矩幅值越小。