[发明专利]一种V型内置式永磁同步电机齿槽转矩解析方法

说明书

本发明涉及一种V型内置式永磁同步电机齿槽转矩解析方法，通过将V型永磁体等效为沿径向以及切向分布的形式，进而将电机等效为仅具有径向和切向分布永磁体的两种结构，对两种结构的电机空载磁场分别进行计算，并将计算结果叠加可得到原始V型内置式电机的空载气隙磁密，进而可计算得到电机齿槽转矩。本发明能够快速准确计算出V型内置式永磁同步电机的齿槽转矩，便于此类电机的设计与优化。

技术领域

本发明涉及永磁电机技术领域，具体涉及一种V型内置式永磁同步电机齿槽转矩解析方法。

背景技术

内置式永磁同步电机由于其高功率密度、宽调速范围等特点，在电动汽车、航空航天等领域应用广泛，其中V型内置式电机是较为常见的一种电机类型。但由于齿槽转矩的存在，会导致电机转矩脉动上升，进而影响电机性能，在电机设计时需考虑齿槽转矩的大小。目前对电机齿槽转矩计算主要采用的是有限元法，由于该方法耗时较长，不利于电机的设计与优化，因此如何快速准确计算V型内置电机的齿槽转矩在电机初始设计阶段具有重要意义。

发明内容

本发明提出一种V型内置式永磁同步电机齿槽转矩解析方法，以快速准确的得到V型内置式永磁同步电机的空载气隙磁密与齿槽转矩，提高电机设计及优化的效率。

技术方案：

一种V型内置式永磁同步电机齿槽转矩解析方法，首先，将V型永磁体等效为沿径向以及切向分布的形式，进而通过永磁体尺寸等效模型将电机等效为仅具有径向和切向分布永磁体的两种电机结构；然后，将这两种等效的电机结构分别进行简化，通过解析模型计算两种简化后电机结构无槽时的空载气隙磁密径向以及切向分布，并通过修正模型计算得到简化前两种电机结构的空载气隙磁密，将简化前两种电机结构的计算结果叠加得到原始V型内置式电机无槽时的空载气隙磁密径向以及切向分布；接着，通过保角映射的方法考虑定子开槽的影响，得到V型内置式永磁同步电机空载时的径向及切向气隙磁密；最后，根据空载时的径向及切向气隙磁密计算电机的齿槽转矩。

进一步的，永磁体尺寸等效模型为：

其中， R_f为等效成沿切向分布的永磁体外半径； R_m为等效成沿切向分布的永磁体内半径； l_x为等效成沿径向分布的永磁体宽度； R_r为转子铁心外半径； l_m为原始V型永磁体的宽度； w_b1为转子磁桥宽度； w_b为转子磁桥与永磁体间的空气区域宽度； w_b2为同极性永磁体间的空气区域宽度； α₁为等效成沿切向分布的永磁体跨度角； h_m为原始V型永磁体厚度。

进一步的，具有径向分布永磁体电机结构的修正模型为：