[发明专利]一种低振动永磁电机修型转子结构的设计方法

权利要求书

1.一种低振动永磁电机修型转子的设计方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1，对目标永磁电机的结构参数进行分析，参数包括永磁电机的槽极配合、定子内外径大小、定子齿宽占齿距的比例以及定子和转子之间的气隙厚度参数；

步骤2，确认电机尺寸模型上，对该电机进行建模分析，利用解析方法或有限元软件求解其径向磁密波形及电磁力波形并进行谐波分析，判断出对振动噪声起主要作用的谐波阶次，再确定合适的转子谐波削弱方法，确定转子修型公式及公式各项参数；

步骤3，确定了转子修型公式后，确定转子修型范围，接着利用坐标变换的方法，将极坐标数据变换为直角坐标，利用描点法将修型后的电机转子表面形状绘制出来；

所述步骤3中，当采用正弦减十一次谐波削弱方法时，为了保证气隙厚度和采用正弦谐波削弱方法一致，需要根据公式(III)和(IV)对公式(I)中的k(a)以及a参数进行约束；其中h_gap为初始转子结构下的气隙厚度，h_{gap_sin}为正弦谐波削弱后的等效气隙厚度，h_{gap_sin-11}为正弦减十一次谐波削弱后的等效气隙厚度；

步骤4，将得到的转子表面形状导入有限元软件，对比转子未修型的电机模型进行分析，得到谐波削弱后的径向力谐波幅值、转矩平均值及转矩脉动等性能指标；

步骤5，将电机的整机结构模型和仿真完成的电磁力计算结果导入到声学边界元软件，进行电机的结构模态以及振动噪声分析，得到转子修型后的振动噪声结果，验证本发明的有效性；

所述步骤2中转子谐波削弱方法的表达式为：

其中θ表示转子修型范围的机械角度；R_o(θ)表示随着θ变化的电机转子外径大小；R_ini表示电机初始转子外径大小；τ_p表示电机转子极距大小；a表示十一次谐波削弱幅值的大小；k(a)是随着a变化的一个量，用以调节电机的气隙厚度从而维持基波磁密幅值在一个稳定范围内，若a＝0，k(a)＝1时，公式(I)表示正弦谐波削弱方法；若a≠0时，公式(I)表示正弦减十一次谐波削弱方法。

2.根据权利要求1所述的一种低振动永磁电机修型转子的设计方法，其特征在于，所述步骤3中，为了保证转子结构形状的准确性，选取的坐标点数量为100个，散点坐标的确认是利用极坐标和直角坐标的转化：

然后将选取的数据复制，在专业绘图软件中绘制曲线，得到一个转子极距内的周期形状，最后根据电机的实际周期数旋转复制，画出完整的转子表面形状，并保存以待下一步的导入分析操作。

3.根据权利要求1所述的一种低振动永磁电机修型转子的设计方法，其特征在于，所述低振动永磁电机包括定子铁心(1)，转子铁心(3)及磁钢(4)，电枢绕组采用双层短距分布绕组形式，绕组跨距为5，磁钢采用V型内置式结构，永磁体材料为N42UH，夹角为150度，定子铁心和转子铁心的材料均为DW310-35。