余弦削极转子磁通切换永磁电机设计与性能分析

摘要：

磁通切换永磁(flux-switching permanent magnet,FSPM)电机具有功率密度高、转子结构坚固、永磁体冷却条件优越等优点,在工业领域应用潜力巨大.然而,由于双凸极结构和较高的气隙磁密,FSPM电机的齿槽转矩和转矩波动较大,严重限制了其在伺服领域的应用.该文首先介绍FSPM电机气隙磁场调制机理,分析气隙磁场中不同谐波对转矩的贡献;进而,以一台定子12槽、转子10极电机为研究对象,提出一种抑制气隙磁场高频谐波分量的余弦削极转子结构,通过转矩优化确定最优转子结构参数;然后基于有限元分析,对比采用传统凸极转子和余弦削极转子的两台FSPM电机磁场分布、齿槽转矩、反电动势和转矩特性.最后,仿真和样机实验结果表明,所提余弦削极转子可有效降低FSPM电机齿槽转矩和转矩波动,齿槽转矩降低93.9％,转矩波动降低91.4％,扩宽了FSPM电机的应用领域,并为其他双凸极结构电机齿槽转矩及转矩波动的抑制提供了新思路.

关键词：磁通切换、磁场调制、调制函数、齿槽转矩、谐波转矩、转矩波动

所属期刊栏目：42

分类号：TM351(电机)

资助基金：国家自然科学基金;东南大学优秀博士学位论文培育基金项目

在线出版日期：2022-12-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：8372-8381,中插30