脉动转矩研究.ppt

《脉动转矩研究.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、STUDYOFCOGGINGTORQUEINLINE-STARTPERMANENTMAGNETSYNCHRONOUSMOTORS方法：推导气隙有效长度，然后基于能量法和傅立叶变换，导出能够用于齿槽转矩分析的表达式。主旨：定性分析齿槽转矩的组成和特点。齿槽转矩的定义齿槽转矩是永磁电机不通电时永磁体和铁心之间相互作用产生的转矩，是电机内部的磁场能量W相对于位置角a的负导数。齿槽转矩的公式推导假设：①电枢铁心的磁导率无穷大；②永磁体假设为径向磁化；③电枢槽形为矩形；④=0位置对应于磁极的中心线上；⑤永磁材料的磁导

2、率与空气相同；⑥气隙磁场为矩形波。齿槽转矩的公式推导注意：W取决于电机结构数据及磁极和电枢齿的相对位置，磁场能量仅指气隙与永磁体中的部分。a，转子N极轴与A相绕组轴线夹角。齿槽转矩的公式推导Br()为永磁体剩磁沿圆周方向的分布；()有效气隙长度沿圆周方向的分布；hm为永磁体充磁方向长度。齿槽转矩的公式推导Br2()傅立叶展开其中：p为极对数；Br为永磁体剩磁；p为计算极弧系数；kp为每极永磁体的总宽度；bm与每极所跨转子表面弧长的比值。齿槽转矩的公式推导傅立叶展开沿气隙中心圆分成定子侧气隙s()

3、和转子侧气隙r()齿槽转矩的公式推导当2mpnz1kz1=0时当2mp+nz1+kz2=0，或2mp-nz1-kz2=0时当2mp+nz1-kz2=0，或2mp-nz1+kz2=0时Ks为斜槽数齿槽转矩的分类第1、2项齿槽转矩是由Br2()中各次谐波和定子齿槽产生的谐波磁密共同作用产生。该类齿槽转矩与定子槽数和转子极数的配合有关，可以通过合理的槽极配合削弱齿槽转矩。其周期数为极数、极数和槽数最大公约数的比值。齿槽转矩的分类第3项齿槽转矩由Br2()的恒定部分Br0、定子齿槽和转子齿槽引起的磁导谐波

4、共同产生。该项齿槽转矩与定、转子槽数的配合有关，可以通过合理选择定转子槽数的配合削弱齿槽转矩。该类齿槽转矩波形的周期数取决于定子槽数和转子槽数的组合。齿槽转矩的分类第4项齿槽转矩由Br2()的谐波、定子齿槽产生的。周期数取决于极数和定子槽数。齿槽转矩的分类第5、6项齿槽转矩由Br2()的谐波、定子齿槽和转子齿槽引起的磁密谐波共同产生产生的。周期数取决于极数，定子槽数和转子槽数。削弱齿槽转矩的方法斜槽和斜极是削弱齿槽转矩最有效的方法采用斜一个定子齿距的方法不能消除永磁同步电动机中的所有齿槽转矩分量。ANAL

5、YTICALCALCULATIONOFCOGGINGTORQUEINBRUSHLESSDCMOTOR磁阻转矩产生原因：转动时定、转子之间气隙磁导发生变化。磁阻转矩的影响：使电机产生振动和噪声，引起共振，影响电机的定位精度和伺服性能。前人研究观点用定子齿面加凹槽或磁极分段移位来消除磁阻转矩；采用适当的极宽与槽节距比以抵消磁阻转矩；移动相邻磁极的位置可以消除磁阻转矩的基波分量；采用遗传算法对齿面上的凹槽尺寸进行优化。前人研究观点计算方法：有限元分析计算；（复杂）对齿槽及磁极的边沿效应采用等效磁通的方法进行近似。（

6、偏差大）本文观点采用气隙等效磁导和等效磁势分布的方法来精确考虑齿槽及磁极边缘磁场效应，利用能量虚位移法求解永磁电机的磁阻转矩。齿槽对气隙磁导的影响假设:(1)定子铁心表面开槽，转子铁心表面光滑；(2)槽深为无限深；(3)铁心磁导率为无穷大，定、转子铁心表面均为等标量磁位面，一面为0，一面为Um；(4)永磁材料退磁曲线为直线；(5)永磁体以相同磁导率的材料填充。齿槽对气隙磁导的影响半径r处，单个槽时的气隙磁导为距槽中心线的空间位置角；t为槽距角；0为槽口空间角；等效气隙。0=0/(r)=(B

7、max-Brmin)/2Bmax齿槽对气隙磁导的影响在电机气隙内半径r处，单个槽时的相对磁导分布函数为（许-可变换）sa为A相绕组轴线与槽中心线之间的空间夹角。永磁磁极在均匀气隙中的磁场气隙中标量磁位满足拉普拉斯方程，永磁体内标量磁位满足泊松方程。求解得气隙中磁密径向分量永磁磁极在均匀气隙中的磁场在气隙中磁密径向分量磁阻转矩的求解径向气隙磁场的分布为：，转子N极轴与A相绕组轴线夹角；，距槽中心线的空间位置角。在不计铁心饱和时，气隙的实际磁场=磁极在光滑气隙内产生的磁场开槽引起的相对气隙磁导分布函数。磁

8、阻转矩的求解电机中的磁场储能为永磁体内径向磁密分布磁阻转矩的求解能量虚位移法，齿槽定位力矩可表示为削弱磁阻转矩的方法极弧系数不接近1时，移动相邻磁极的位置可有效减小磁阻转矩的基波分量。极弧系数接近1时，谐波平衡法：齿面加2个辅助凹槽，凹槽宽与槽口相等。。InfluenceofGeometricParametersonCoggingTorqueinPMSynchronousMotorC.Studer与