[发明专利]用于永磁同步电机齿槽转矩削弱的新方法

摘要

本发明属于表贴式永磁同步电机技术领域。本发明针对削弱齿槽转矩问题，提出一种改进的永磁体削角方法。基于能量法和傅里叶分解推导出齿槽转矩表达式，确认了影响齿槽转矩的因素关系；基于永磁体径向充磁，推导出削角后永磁体剩磁平方的傅里叶系数，提出了削角长度比例系数的最佳确定方法，将齿槽转矩最小化问题转化为二次函数极小值的求解。该方法在保证计算准确度，减小电机齿槽转矩的同时可以减少电机的仿真时间。

主权项

1.一种用于表贴式永磁同步电机齿槽转矩削弱的方法，包括以下几个步骤：步骤1)基于能量法和傅里叶分解推导出齿槽转矩表达式，基于永磁体径向充磁，推导出削角后永磁体剩磁平方的傅里叶系数，特征在于，以等厚径向充磁的永磁体对称轴线为基准，将永磁体两端各削去同样形状和大小的角，削角的原理如下：齿槽转矩定义为电机不通电时的磁场能量W，对定转子相对位置角α的负导数，即：其中其中μ₀为真空磁导率，α为定转子相对位置，气隙沿电枢表面分布B(θ,α)可表示为：其中Br(θ)，hm(θ)，δ(θ,α)分别为永磁体剩磁，永磁体充磁方向长度，有效气隙长度，因此：其中的傅里叶展开可以表示为：的傅里叶展开可以表示因此齿槽转矩可以由下式表示：其中z为定子槽数，L_a为定子铁心长度，R₂和R₁为定子内半径和转子外半径，n为谐波次数，当为零时，理论上T_cog为零，所以将齿槽转矩削弱问题表示为：推导得到削角后Brn的表达式：其中h为削角的长度hs与永磁体厚度hm的比值，定义为削角长度比例系数，θ1为永磁体的极弧系数对应的角度，即αpπ/2p，θ0为削角的角度， Gn可表示为：步骤2)将齿槽转矩最小化问题转化为二次函数极小值的求解，其特征在于，取B_rn的前3次傅里叶分解系数，因此可以化简为将G_n和B_rn代入，并且,令等于0得到：其中：