文档介绍：万方数据
组合磁极削弱永磁同步电动机转矩脉动方法研究朱常青杨玉波,王秀和,引言第卷第摘要:针对永磁同步电动机的转矩脉动削弱问题,研究了组合永磁磁极的转矩脉动削弱方法。组合磁极由两种性能不同的永磁材料组成,通过合理选择永磁材料与极弧宽度组合,可削弱气隙磁密和反电动势谐波,进而削弱转矩脉动。采用解析法计算组合磁极产生的气隙磁密和反电动势,研究合。有限元计算结果表明,采用极弧宽度组合时,反电动势谐波和永磁电机的转矩脉动都得到了很关键词:永磁电机;转矩脉动;有限元法;组合磁极;、反电动势中的谐波、磁路的饱和以及电流谐W>芈龆南魅醴椒ㄖ饕7治A嚼啵阂焕是通过电机本体设计,减小反电动势的谐波和齿槽年电机与控制学报组合磁极的极弧宽度变化对反电动势的谐波的影响,以总谐波失真最小为标准,得到极弧宽度组好地削弱。瑃展,永磁同步电动机在高精确度速度和位置控制系统中得到了越来越广泛的应用。但是,永磁电机中的转矩脉动是影响其性能的重要因素‘卜尽正弦波永磁电机的转矩脉动的来源主要包括齿波等转矩【灰焕嗷诳刂扑惴ㄏ魅踝>芈龆АА本文研究的组合磁极属于第喾椒ā蕉ù笱У缙こ萄г海蕉ḿ媚中图分类号:文献标志码:文章编号:—一——,猦,.:甌.,—甌,—.;;;收稿日期:——基金项目:国家自然科学基金作者简介:杨玉波,男,博士,副教授,研究方向为采磁电机及控制;王秀和,男,博士,教授,研究方向为永磁电机、电磁场分析、电机设计专家系统;朱常青,女,博士,副教授,研究方向为永磁电机及控制。通讯作者:杨玉波琒,猤—
万方数据
田臣觥鐾百百垫等萠珥一警,峨一篙。蝯。肘饥吹缍频慕馕黾扑∑杨玉波等:组合磁极削弱永磁同步电动机转矩脉动方法研究许多文献研究了通过减小反电动势的谐波削弱永磁电机转矩脉动的方法。文献芯苛俗W佑磁体斜极削弱转矩脉动和齿槽转矩,但是永磁体斜极导致结构复杂,并且研究表明,对于某些特定的结构和磁极形状,斜极并不能削弱转矩脉动。文献研究了通过优化内置式永磁电机的极靴形状产生正弦形气隙磁密的方法,但得到的极靴的形状复杂,加工难度较大。文献芙崃硕嘀窒魅踝>芈龆方法,包括斜极、定子绕组结构、转子磁路设计等,列举了多种永磁体结构对气隙磁密的影响,得到的最优结构的永磁体的磁化方向复杂。文献芯苛极数和槽数组合、绕组分布以及磁路饱和等因素对转矩脉动的影响。文献芯苛擞来盘迮帕卸宰矩脉动的影响,提出了确定永磁体排列的优化方法。文献卸杂来盘褰刑乇鹕杓疲呕似洞密,削弱了转矩脉动。文献芯苛俗楹洗偶ń构在直线电机中的应用,提高了直线电机的性能。文献—薪岷嫌呕惴ǘ缘缁峁菇杏呕设计,削弱转矩脉动,但是采用优化计算时,计算量本文研究采用组合磁极削弱转矩脉动的方法,组成。通过合理组合两种永磁材料以及两种永磁材料的极弧宽度,可减小反电动势的谐波,削弱转矩脉动。采用解析法计算了采用组合磁极时的气隙磁密和相电动势,采用总谐波失真评价不同极弧组合对相反电动势谐波的影响,并与单一永磁磁极进行本文研究的组合磁极结构如图荆来盘均为径向充磁,其中永磁体拇判阅苡庞谟来盘,为简化计算,计算组合磁极的气隙磁密时,将其当做橛来盘錚、和钠洞琶艿方向的不同,如图尽C靠橛来挪牧系钠洞密的计算采用文献中的方法。标量磁位在气隙中和永磁体内的分布可用拉普拉斯方程和泊松方程表示,即;为气隙和永磁体内的标量磁位;‰为真空磁导率;O喽源诺悸剩籨。为永磁体极弧系数;S来体剩磁;<ǘ允标量磁位和磁场强度有如下关系,即式中:妒为标量磁位;日,和以分别为磁场强度的径通过求解式褪,可得到气隙磁密的径向分量颓邢蚍至緽。,。将图械橛来盘錚~钠洞琶艿樱涂傻玫组合磁极的气隙磁密。本文以极槽表面式永磁同步电动机为模型,其主要结构尺寸为:定子;转子内径为幌喽源诺悸史别为.。图Mü馕龇ê陀邢拊<算得到的不考虑齿槽的气隙磁密的对比,计算结果非常接近。齿槽的影响采用相对气隙磁导进行考虑,采用文献中的相对气隙磁导计算方法。考虑齿槽时,气隙磁密可以表示为气隙磁密径向分量与相对气隙磁导的乘积,即式中:F赌谀车愕陌刖叮籨为转子位置角。第大,所得结构普遍比较复杂。组合磁极是指永磁磁极由两种或者更多种永磁材料对比。叠加,注意橛来盘宓牟牧咸匦浴⒓ɑ】矶群统浯式中:,为角坐标系中的点坐标;妒。:,直向分量和切向分量。—I!!!!!!R籨⋯——————————’内径为;外径为气隙长度为;轴向长度为;两种永磁材料的剩磁分别为曰,琣一基于气隙磁密的表达式,相电动势可表示为—.!;—■■‘.
万方数据
一;虎簟!辍P谐摺!!狫.:コ窤,。雂些恢烈籒—弧苖Ⅳ。玎%曰,】一再——盟、!R。Ⅳ。￡。。【葿琾—,,】一∑楹洗偶ḿɑ】矶榷苑吹缍菩巢和转矩脉动的影响个线圈上层边的空间位置角;为线圈节距;图2