定子辅助槽对表贴式永磁同步电机齿槽转矩的影响

摘要

齿槽转矩是永磁同步电机(permanent magnet synchronous motors, PMSMs)固有的电磁现象，由永磁体与定子齿槽之间的磁共能变化引起，会导致转矩波动、振动噪声及控制精度下降等问题。为抑制齿槽转矩，以一台12槽8极的表贴式永磁同步电机为研究对象，基于有限元法建立电机电磁场计算模型，系统分析定子辅助槽的结构参数对齿槽转矩的影响规律。针对辅助槽的槽型形状、开槽数量、槽宽及槽深4个关键因素，分别开展单因素分析，明确各参数对齿槽转矩峰值的影响趋势与敏感度。在单因素分析基础上，采用拉丁超立方抽样算法构建多参数耦合的试验设计方案，通过有限元仿真获取样本数据，建立齿槽转矩响应面模型，进而实现全局优化。优化结果表明，当辅助槽采用梯形槽型、开槽数量为2、槽宽为1.18 mm、槽深为1.05 mm时，齿槽转矩抑制效果最优，峰值齿槽转矩下降71.6%,电机性能得到提高。

关键词

表贴式永磁同步电机 / 辅助槽 / 有限元法 / 拉丁超立方抽样 / 齿槽转矩抑制

基金资助

国家自然科学基金(51977101)