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。

摘要：永磁电机在高性能控制系统中应用越来越广泛,然而永磁体与有槽电枢铁心之间相互作用,产生齿槽转矩,引起电机的振动和噪声,并影响系统的控制精度。通常情况下,永磁电机各磁极的极弧系数相等。为削弱齿槽转矩,可设计相邻磁极极弧系数不等。文中采用不等极弧系数组合削弱永磁直流电机齿槽转矩,利用基于能量法和傅里叶分解的解析法得到齿槽转矩的表达式,通过分析起作用的气隙磁密的傅里叶系数,给出了使得齿槽转矩最小的极弧系数组合的确定方法。但是由于采用了一些假设,上述确定方法存在一定误差。为使齿槽转矩最小,采用全局优化方法与有限元相结合以获得最优极弧系数组合。文中对每极槽数为整数和分数的2台电机模型分别进行了解析分析和优化,结果表明:该优化方法可显著削弱齿槽转矩。

摘要：电励磁双凸极发电机(wound-field doubly salient generator,WFDSG)的极数和极弧系数设计不当会导致电机产生较大的定位转矩和励磁绕组反电势。为了设计容错能力强、电压脉动率小的多相WFDSG,该文对多相WFDSG的极数和极弧系数进行了研究。在分析多相WFDSG原理的基础上,确定了多相WFDSG的设计要求;分析了定转子极数和极弧系数等结构参数对各绕组电感、电动势等性能参数的影响规律,推导了多相WFDSG普遍适用的定子极数、转子极数和定转子极弧系数等结构参数的约束公式,为设计多相双凸极电机提供理论基础。依据上述理论设计了一种12/9极四相WFDSG,利用有限元软件对传统WFDSG和该文设计的新型四相WFDSG样机进行了对比分析,试制了样机并进行了实验。仿真和实验结果验证了所提出的设计方法和电机结构的合理性。

摘要：提出了通过设计电机极弧系数来优化电机齿槽转矩的方法。通过推导齿槽转矩解析式,得出对于固定极槽配合的电机,存在固定的极弧系数使电机齿槽转矩为零或近似为零。通过仿真不同转子外圆形状和不同磁钢厚度下电机的极弧系数和齿槽转矩,得出极弧系数是影响电机齿槽转矩的关键因素,对于12槽10极电机,当极弧系数等于或接近0.6或0.8时,电机齿槽转矩最小。

摘要：齿槽转矩的削弱是永磁电机的难点和研究重点之一。为削弱实心转子同步电动机的齿槽转矩,文中提出了一种基于能量法和傅立叶分解的的解析分析方法,给出了能明确表达齿槽转矩与设计参数关系的齿槽转矩解析表达式,据此研究了极弧系数对齿槽转矩的影响。在此基础上,提出了极弧系数的最佳确定方法。根据该文给出的方法,可以方便地得到不同极数和槽数配合时的最佳极弧系数,进而削弱齿槽转矩。最后利用有限元法对其进行了验证,证明文中提出的方法是正确有效的。

摘要：电气双余度是一种常见的无刷直流电动机(Brushless DC motor,BLDCM)的余度形式。极弧系数直接决定着电气双余度BLDCM的电动势(Electromotive force,EMF)的平顶宽度,而EMF波形对电气双余度BLDCM的电磁转矩波动有着直接的影响;并且极弧系数对电气双余度BLDCM的定位转矩也有着显著的影响。本文针对电气双余度BLDCM,研究了极弧系数对其转矩波动的影响。首先分析了由非理想EMF波形引起的电气双余度BLDCM电磁转矩波动;然后,采用电磁场有限元分析,计算和分析了极弧系数对电气双余度BLDCM的EMF波形和定位转矩的影响;进而得到了有助于减小各种转矩波动的极弧系数取值范围。最后通过示例的计算分析给出了电气双余度BLDCM极弧系数选取的参考方法。

摘要：低地板列车以其便捷、舒适、经济、节能等优势在一些城市交通中应用越来越多,发展前景广泛。直驱永磁电机作为列车驱动系统的核心部件,其性能的优越对低地板车的安全、舒适运行具有极大的帮助。本文以一台低地板车用直驱永磁电机为例,建立电机的三维电磁场模型并分析电机磁场分布,通过改变磁极极弧系数来研究其变化对电机性能的影响,可为该类型电机的结构优化设计提供一定的参考价值。

摘要：带辅助极永磁电机具有空载转速高,起动转矩大,永磁材料用量少等优点,在汽车起动系统中已得到广泛应用。但如何选择主极与辅助极间极弧系数使其配合效果达到最佳,是带辅助极永磁起动电机设计的难点。本文针对此问题,利用电磁场有限元计算方法,分析了磁钢结构参数对电机堵转转矩的影响,得到了以磁钢结构参数为变量的电机堵转转矩输出曲线,并以此获得了电机在不同极弧系数和永磁体厚度下的主、辅极间最佳极弧系数配合。实验结果表明,优化后空载转速和堵转转矩分别提高了3.37%和4.8%。

摘要：为了提高车用永磁同步电机的综合性能,提出了一种主要考虑铁心损耗、兼顾输出转矩峰峰值和结构体积的永磁体极弧系数优选方法。以电机输出转矩不变作为约束条件,以定子损耗、永磁体体积、输出转矩峰峰值综合最优为目标函数,对永磁体极弧系数进行优化。结果显示,对定子铁心损耗计算时,将磁通密度正交分解并进行频域分解后的数据进行求解,误差较小;极弧系数优化到0.74时,电机综合性能达到最优。对后续永磁同步电机的设计、极弧系数的选择和优化等方面提供依据。

摘要：为了削弱直驱永磁同步发电机的齿槽转矩,根据其结构特点,研究了极弧系数和极槽配合对齿槽转矩的影响。首先,采用解析法确定了对齿槽转矩有影响的气隙磁密平方的傅里叶分解系数,并得到了傅里叶分解系数与极弧系数的变化函数关系,进而分析了极弧系数对齿槽转矩的影响,然后用有限元法对不同极弧系数下的齿槽转矩进行了计算,验证了解析法的正确性,最后,通过24台样机的设计数据,分析总结了不同极槽配合对齿槽转矩的影响规律。结果表明,合理选取极弧系数和极槽配合,可以有效削弱永磁同步发电机的齿槽转矩。