内置式永磁同步电机低转矩脉动优化设计

摘要

针对内置式永磁同步电机转矩脉动大的问题，基于气隙磁场调制原理，提出一种转子开设辅助槽的拓扑结构。首先，建立电机数学模型，给出电机电磁性能数学表达式，进而解析电机转矩脉动产生机理及其对电机运行的影响；其次，利用有限元分析平台，建立电机参数化模型，然后结合参数敏感性分析，提出一种分层优化策略，高敏感性参数采用多目标遗传算法进行优化，低敏感性参数采用扫描法进行优化，对电机定转子拓扑结构参数进行优化，并得到最优解；最后，对优化前后电机的电磁性能进行了对比分析。结果表明，优化后电机电磁性能显著提升，齿槽转矩降低91.6%，转矩脉动下降74.7%，空载反电动势3次谐波减少75.3%。有效抑制了电机转矩脉动，电机电磁性能得到了改善。

关键词

内置式永磁同步电机 / 转矩脉动 / 敏感性分析 / 多目标优化

基金资助

国家自然科学基金（52267004）