一种优化内置式永磁同步电动机齿槽转矩的方法和结构技术

一种优化内置式永磁同步电动机齿槽转矩的方法，该内置式永磁同步电动机具有电机定子、定子线圈、电机转子、永磁体、隔磁桥和电机转轴，在电机转子表面开若干个辅助槽，辅助槽是对称分布的。辅助槽的数量是4个。所述辅助槽是类三角形，在电机的两极之间，取中线作为对称轴，使类三角形的顶点在对称轴上，以转子外圆的一段作为类三角形的底边，作等腰三角形。所述类三角形顶角度数以对称轴为中心，以对称轴上某一固定的点为顶点作等腰三角形，分析改变顶角β的大小，得到优化齿槽转矩的最佳角度。在顶角度数不变的情况下，改变类三角形的高度h，当三角形的高度h增加时，齿槽转矩先减小后增大，最后再增大，由此得出三角形顶点的最佳位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电机
，特别涉及一种优化内置式永磁同步电动机齿槽转矩的方法和结构。
技术介绍
永磁同步发电机齿槽转矩和很多因素有关，例如：永磁磁极参数，电枢参数，电枢槽数和极数。通过改变磁极的极弧系数、采用不等厚的永磁体、磁极偏移、斜极、磁极分段、改变槽口宽度、改变齿的形状、斜槽、开辅助槽、选择合理的槽数等都可以使电机的齿槽转矩发生变化。然而这些方法在降低齿槽转矩的同时，电磁转矩也跟着降低，电磁转矩脉动相应增加；另外，一些措施经济成本比较高，加工工艺也比较复杂；除此之外，不同结构不同参数的永磁电机采用同一种方法也会有不同的效果。因此，针对具体的电机结构参数，采用合适的方法才可以有效的降低齿槽转矩。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种优化内置式永磁同步电动机齿槽转矩的方法和结构。通过削弱内置式永磁同步电动机的齿槽转矩来提高永磁同步电机的性能。一种优化内置式永磁同步电动机齿槽转矩的方法，该内置式永磁同步电动机具有电机定子、定子线圈、电机转子、永磁体、隔磁桥和电机转轴，其特征在于，在电机转子表面开若干个辅助槽，辅助槽是对称分布的。辅助槽的数量是4个。所述辅助槽是类三角形，在电机的两极之间，取中线作为对称轴，使类三角形的顶点在对称轴上，以转子外圆的一段作为类三角形的底边，作等腰三角形。所述类三角形顶角度数以对称轴为中心，以对称轴上某一固定的点为顶点作等腰三角形，分析改变顶角β的大小，得到优化齿槽转矩的最佳角度。在顶角度数不变的情况下，改变类三角形的高度h，当三角形的高度h增加时，齿槽转矩先减小后增大，最后再增大，由此得出三角形顶点的最佳位置。一种优化内置式永磁同步电动机齿槽转矩的结构，该内置式永磁同步电动机具有电机定子、定子线圈、电机转子、永磁体、隔磁桥和电机转轴，其特征在于，在电机转子表面具有若干个辅助槽，辅助槽是对称分布的。所述辅助槽是类三角形，在电机的两极之间，取中线作为对称轴，使类三角形的顶点在对称轴上，以转子外圆的一段作为类三角形的底边，作等腰三角形。辅助槽的数量是4个。齿槽转矩是永磁电机定子绕组不通电的前提下，转子磁极和定子铁心之间相互作用产生的转矩。它体现了永磁体磁极与电枢齿槽之间相互作用力的切向分量谐波。定义为电机不通电时磁场能量W相对转子位置角α的负导数。数学表达式为： T c o g ( α ) = - ∂ W ∂ α ]]>此外，电机的能量大部分储存在定子与转子之间的气隙中，即， W ≈ W a i r g a p + P M = 1 2 μ 0 ∫ V B 2 d V ]]>式中，是真空磁导率，为气隙磁密。由上述两个公式可以看出，气隙磁场储存能量的多少，直接关系着齿槽转矩的大小。本专利技术通过在转子开槽，改变气息磁场的谐波分量，从而使气隙磁场的储能量发生变化，本专利技术是在转子开槽，旨在改变电机气隙磁密波形，工艺简单，不影响电机其他特性，与定子齿开辅助槽相比，机械特性好，容易达到效果，可以有效减小齿槽转矩，提高电机控制精度。附图说明图1是本专利技术实施例中的电机剖视图。图2是图1的1/4局部放大图。图3是实施例中顶角优化效果示意图。图4是实施例中类三角形的高度优化效果示意图。其中，1——电机定子，2——定子槽，3——线圈，4——永磁体，5——隔磁桥，6——电机转子，7——电机转轴，8——辅助槽。具体实施方式本专利技术是在转子开槽，改变电机的气隙磁密，使气隙储能量发生变化，最终减小电机的齿槽转矩。辅助槽的槽型是类三角形，在电机的两极之间，取中线作为对称轴，使类三角形的顶点在对称轴上，以转子外圆的一段作为类三角形的底边，作等腰三角形。根据对称性，开槽是在每对极之间，因此有几对极就需要开几个槽。本例电机共有四对极，因此要开四个槽。类三角形顶角度数不同也将会影响气隙磁密的波形变化。首先要以对称轴为中心，以对称轴上某一固定的点为顶点作等腰三角形，利用参数化分析的方法，改变顶角β的大小，随着β的增加，齿槽转矩先增大，接着减小，然后再增大，如附图3所示。由此可以得到优化齿槽转矩的最佳角度。类三角形的高度h不同也会影响气隙磁密，还会影响电机工作
时的震动噪声，因此选择合适的高度也有利于更好的减小齿槽转矩，同样利用参数化的方法，在顶角度数不变的情况下，改变类三角形的高度h，当三角形的高度增加时，齿槽转矩先减小后增大，最后再增大，但是由于本电机转子半径为37mm，而辅助槽在转子上，所以辅助槽顶点位置一定是在转子半径之内，由此可以得出三角形顶点的最佳位置，如附图4所示。本专利技术采用在转子开槽的方法，在不影响电机其他特性的条件下，改变气息的磁密波形，减小电机齿槽转矩，工艺简单，针对性强，易于实现，对于提高电机的控制精度有很大研究意义。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种优化内置式永磁同步电动机齿槽转矩的方法，该内置式永磁同步电动机具有电机定子、定子线圈、电机转子、永磁体、隔磁桥和电机转轴，其特征在于，在电机转子表面开若干个辅助槽，辅助槽是对称分布的。

【技术特征摘要】
1.一种优化内置式永磁同步电动机齿槽转矩的方法，该内置式永磁同步电动机具有电机定子、定子线圈、电机转子、永磁体、隔磁桥和电机转轴，其特征在于，在电机转子表面开若干个辅助槽，辅助槽是对称分布的。2.如权利要求1所述的优化内置式永磁同步电动机齿槽转矩的方法，其特征在于，辅助槽的数量是4个。3.如权利要求1所述的优化内置式永磁同步电动机齿槽转矩的方法，其特征在于，所述辅助槽是类三角形，在电机的两极之间，取中线作为对称轴，使类三角形的顶点在对称轴上，以转子外圆的一段作为类三角形的底边，作等腰三角形。4.如权利要求3所述的优化内置式永磁同步电动机齿槽转矩的方法，其特征在于，所述类三角形顶角度数以对称轴为中心，以对称轴上某一固定的点为顶点作等腰三角形，分析改变顶角β的大小，得到优化齿槽转矩的最佳角度。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：徐蓉，邹海荣，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：上海;31