摘要：基于相同电负荷、磁负荷及等永磁体用量的设计原则,建立了不同绕组结构的传统直驱永磁同步电机(DDPMSM)、传统环形绕组DDPMSM和120°相带环形绕组DDPMSM的有限元模型。分析了空载运行时3种电机的磁场分布、气隙磁密和反电势,对比了负载运行时3种电机的输出转矩、效率及功率因数等性能参数。制造了一台120°相带环形绕组DDPMSM样机,搭建了样机实验测试平台,测试了样机在不同工况下的输出转矩和输出功率,对比分析了实验与有限元结果,验证了有限元模型及分析结果的正确性。研究结果表明:120°相带环形绕组DDPMSM较传统DDPMSM和传统环形绕组DDPMSM具有体积小、转矩密度高、转矩常数大等优势。

摘要：齿槽转矩的削弱是优化电机性能和提高系统稳定性的基础。为了削弱五相永磁同步电机(five-phase permanent magnet motor,FPPMM)的齿槽转矩,该文提出一种多参数复合的转子结构优化设计方法。基于能量法和傅里叶分解,推导能明确表达齿槽转矩与极弧系数和分段斜极关系的齿槽转矩表达式。在此基础上,提出最佳极弧系数的预测模型,给出不同转子磁极分段数下最佳斜极角度的确定方法。采用曲面响应法,建立极弧系数、转子磁极分段数和斜极角度与多个优化目标之间的数学模型,求解数学模型得到复合极弧系数、转子磁极分段数和斜极角度的最优转子结构参数组合。基于优化前后电机结构参数建立有限元模型,对比优化前后电机的空载气隙磁密、空载反电势和齿槽转矩等性能参数。最后,基于优选参数制造样机并进行试验,验证上述理论分析的正确性和优化设计的有效性。