一种抑制转矩脉动的磁阻电机磁障端部偏转方法技术

本发明专利技术公开了一种抑制转矩脉动的磁阻电机磁障端部偏转方法，属于电机磁障结构设计领域。本发明专利技术针对现有同步磁阻电机由于电机结构特点存在转矩脉动大的问题。本发明专利技术包括获得待偏转磁障组，以转子内圆圆心，圆心与磁障组的磁障之间的距离为偏转半径，偏转半径绕所述转子内圆圆心转动形成的弧线将所述磁障组中的磁障分割成两部分，靠近气隙侧的部分为磁障端部，靠近转轴侧的部分为磁障主体，选择转矩脉动最小时的偏转半径为最优偏转半径；固定最优偏转半径，得到最优偏转角度；结合最优偏转半径和最优偏转角度，得到转矩脉动最小时的转子磁障端部偏转结构。本发明专利技术通过磁障端部偏转方法，得到有效抑制同步磁阻电动机转矩脉动的新型转子端部偏转结构。型转子端部偏转结构。型转子端部偏转结构。

【技术实现步骤摘要】
一种抑制转矩脉动的磁阻电机磁障端部偏转方法


[0001]本专利技术涉及电机磁障结构设计领域，特别是涉及一种抑制转矩脉动的磁阻电机磁障端部偏转方法。

技术介绍

[0002]同步磁阻电机是一种有望在风机、水泵等一些低成本、高性能要求的工业领域中，取代传统异步电机的新型电机。传统的同步磁阻电机具有成本低、效率高、调速范围广、体积小等优点，但同时同步磁阻电机自身也存在一定的问题，如功率因数偏低、优化设计难度大、转矩脉动大等缺点，从而约束了同步磁阻电机在工业领域上的应用。
[0003]同步磁阻电动机可应用于传送带或传送智能机器运送车等对平稳性要求较高，且效率较高的场合，要求机器在制作过程中成本较低，效率较高，稳定性较好，可以有振动，但不能过大，避免货物坠落等事故的发生。同步磁阻电动机在正常情况下已经达到高效率，低成本的要求，而转矩脉动过大成为其主要需要解决的问题。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种抑制转矩脉动的磁阻电机磁障端部偏转方法，通过偏转转子磁障端部，得到有效抑制同步磁阻电动机转矩脉动的新型转子结构。
[0005]本专利技术提供了一种抑制转矩脉动的磁阻电机磁障端部偏转方法，所述磁阻电机包括转子，转子外侧与气隙之间设有依次层叠的n层磁障，所述n≥2，包括如下步骤：
[0006]S1、将与气隙相邻的一层磁障设为固定磁障，其余n
‑
1层磁障进行组合，得到M个待偏转磁障组；
[0007]S2、选择一个待偏转磁障组，以转子内圆圆心，所述转子内圆圆心与选择的待偏转的磁障组的磁障之间的距离为偏转半径，偏转半径绕所述转子内圆圆心转动形成的弧线将所述磁障组中的磁障分割成两部分，靠近气隙侧的部分为磁障端部，靠近转轴侧的部分为磁障主体，选择转矩脉动最小时的偏转半径为最优偏转半径r
s
；
[0008]S3、固定所述最优偏转半径，得到转矩脉动最小时的磁障端部的偏转角度，该偏转角度为最优偏转角度α
s
；
[0009]S4、结合所述最优偏转半径和所述最优偏转角度，得到步骤S2选择的待偏转磁障组在转矩脉动最小时的转子磁障端部偏转结构；
[0010]S5、重复步骤S2至步骤S4直至遍历所述M个待偏转磁障组，得到每个偏转磁障组在转矩脉动最小时的磁障端部偏转结构，将各偏转结构时的转矩脉动进行比较，转矩脉动最小时的偏转结构为最终磁障端部的偏转结构。
[0011]优选的，步骤S1包括：
[0012]S11、根据磁障组中磁障的个数划分出n
‑
1个磁障端部偏转类型，分别为：单层磁障端部偏转类型、两层磁障端部偏转类型、三层磁障端部偏转类型、
……
、n
‑
1层磁障端部偏转类型；
[0013]S12、所述磁障端部偏转类型中的磁障组为所述需要进行偏转的磁障组。
[0014]优选的，所述偏转半径的长度范围为：偏转半径的长度大于等于所述转子内圆圆心到所述磁障组中靠近转轴侧的磁障中心外侧边缘的距离，偏转半径的长度小于等于转子内圆圆心到所述磁障组中靠近气隙侧的磁障端部边缘的距离。
[0015]优选的，步骤S2包括：
[0016]限定偏转角度的范围，固定磁障端部为所述偏转角度范围内的一固定角度，在所述偏转半径长度范围内选择若干待测偏转半径，计算所述待测偏转半径下的转矩脉动，选择转矩脉动最小时对应的偏转半径为最优偏转半径r
s
。
[0017]优选的，步骤S3包括：
[0018]固定所述最优偏转半径r
s
，在所述偏转角度范围内选择若干待测偏转角度，计算所述待测偏转角度下的转矩脉动，选择转矩脉动最小时对应的偏转半径为最优偏转角度α
s
。
[0019]优选的，所述转矩脉动的计算方法为：电机稳定后转矩最大值减去转矩最小值得到的差值与转矩平均值的比值。
[0020]优选的，所述偏转角的范围为：(
‑
1.5
°
，1.5
°
)。
[0021]如上所述，本专利技术提供的一种抑制转矩脉动的磁阻电机磁障端部偏转方法，具有如下效果：
[0022]1、本专利技术根据磁阻电机的磁障层数进行分类组合，分出多类磁障端部偏转类型，如单层磁障端部偏转类型、双层磁障端部偏转类型、三层磁障端部偏转类型等，对每一个磁障端部偏转类型下不同的磁障组进行偏转设计，更为全面的兼顾了所有的磁障组中各磁障端部的偏转方案，使同步磁阻电动机的转子磁障端部偏转更具有条理性，易于数据整理以及之后的分类对比分析。
[0023]2、本专利技术充分考虑了电机磁障的相关参数特征，根据磁阻电机的结构限定了偏转半径和偏转角度的范围，符合磁阻电机的设计结构，具有较强的实用性。
[0024]3、本专利技术通过限定偏转半径的长度范围，在限定偏转半径的长度范围内筛选出转矩脉动最小的偏转半径，能够有效的偏转除固定磁障层外其它层磁障端部，易于后续确定最优偏转半径长度。
[0025]4、本专利技术通过限定偏转角度的范围，避免了磁障端部偏转过大导致的转子端部断裂的危险，降低了偏转后的磁障端部与上下层磁障或相邻极间磁障碰触风险，限定了偏转角度的范围，达到在降低转矩脉动的同时保证一定的转子强度。
[0026]5、本专利技术的方法可以减小气隙磁密中的谐波幅值，降低定子磁动势和转子磁动势谐波一致时引起的谐波转矩幅值，从而达到降低转矩脉动的作用。
附图说明
[0027]图1是本专利技术一具体实施例的磁阻电机磁障端部偏转方法的整体流程图；
[0028]图2是本专利技术一具体实施例的同步磁阻电动机转子优化原理结构图；
[0029]图3是本专利技术一具体实施例的磁障端部未发生偏转(优化前)的同步磁阻电动机转子结构图；
[0030]图4是本专利技术一具体实施例的单层磁障端部偏转中，第2层磁障端部向磁障中心线
进行偏转1.14
°
的同步磁阻电机转子结构；
[0031]图5是本专利技术一具体实施例的单层磁障端部偏转中，第3层磁障端部背离磁障中心线进行偏转0.87
°
的同步磁阻电机转子结构；
[0032]图6是本专利技术一具体实施例的单层磁障端部偏转中，第4层磁障端部背离磁障中心线进行偏转1.48
°
的同步磁阻电机转子结构；
[0033]图7是本专利技术一具体实施例的双层磁障端部偏转中，第2、3层磁障端部向磁障中心线进行偏转1.41
°
的同步磁阻电机转子结构；
[0034]图8是本专利技术一具体实施例的双层磁障端部偏转中，第2、4层磁障端部背离磁障中心线进行偏转1.4
°
的同步磁阻电机转子结构；
[0035]图9是本专利技术一具体实施例的双层磁障端部偏转中，第3、4层磁障端部背离磁障中心线进行偏转0.52
°
的同步磁阻电机转子结构；
[0036]图10是本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抑制转矩脉动的磁阻电机磁障端部偏转方法，所述磁阻电机包括转子，转子外侧与气隙之间设有依次层叠的n层磁障，所述n≥2，其特征在于，包括如下步骤：S1、将与气隙相邻的一层磁障设为固定磁障，其余n
‑
1层磁障进行组合，得到M个待偏转磁障组；S2、选择一个待偏转磁障组，以转子内圆圆心，所述转子内圆圆心与选择的待偏转的磁障组的磁障之间的距离为偏转半径，偏转半径绕所述转子内圆圆心转动形成的弧线将所述磁障组中的磁障分割成两部分，靠近气隙侧的部分为磁障端部，靠近转轴侧的部分为磁障主体，选择转矩脉动最小时的偏转半径为最优偏转半径r
s
；S3、固定所述最优偏转半径，得到转矩脉动最小时的磁障端部的偏转角度，该偏转角度为最优偏转角度α
s
；S4、结合所述最优偏转半径和所述最优偏转角度，得到步骤S2选择的待偏转磁障组在转矩脉动最小时的转子磁障端部偏转结构；S5、重复步骤S2至步骤S4直至遍历所述M个待偏转磁障组，得到每个偏转磁障组在转矩脉动最小时的磁障端部偏转结构，将各偏转结构时的转矩脉动进行比较，转矩脉动最小时的偏转结构为最终磁障端部的偏转结构。2.根据权利要求1所述一种抑制转矩脉动的磁阻电机磁障端部偏转方法，其特征在于，步骤S1包括：S11、根据磁障组中磁障的个数划分出n
‑
1个磁障端部偏转类型，分别为：单层磁障端部偏转类型、两层磁障端部偏转类型、三层磁障端部偏转类型、
……
、n
‑
1层磁障...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐永明，曹恒佩，徐子逸，庞松印，常存存，
申请(专利权)人：常州工学院，
类型：发明
国别省市：