同步电机  之基于不等厚永磁磁极的齿槽转矩削弱方法

根据前面的分析，只要减小B塌就可以削弱齿槽转矩。本节通过改变永磁磁极的形状，将瓦片形永磁体由原来的内外径同心改为内外径不同心，即永磁体不等厚，以减小Br器，进到了削弱齿槽转矩的目的。

一、不等厚磁极结构

不等厚磁极结构如图5一29所示，普通磁极的内外径同心，圆心为O，此时磁极厚度均匀，为hm 。当采用不等厚磁极结构时，磁极内外径不同心，外径对应的圆心为O 、内径对应的圆心为O '，此时磁极厚度h盆（0）和气隙长度了（0）随位置角变化。偏心距h为O和O ’之间的距离，h不同，则气隙磁密径向分量的分布也不同。为简化分析，本节以径向充磁永磁电机为例进行分析，得出的结论也适合于平行充磁永磁电机。不偏心时的气隙磁密径向分量分布为。

二、基于不等厚磁极的齿槽转矩削弱方法

对B ' : ( 0）进行傅里叶分解得到B塌，即可利用式（5一9）对齿槽转矩进行分析。为了研究方便，取一个极下的剩磁分布进行分析。图5一30为某一电机（极弧系数为0 . 7）在气隙均匀、偏心距4～和偏心距为7～时B（的的傅里叶分解系数，为简明起见，给出了3一32次的分解系数。可以看出，随着偏心距的增加，绝大多数系数逐渐减小，但有的系数却增大了。对于槽数和极数确定的电机，若采用不等厚磁极后B嵘减小，则可采用不等厚磁极削弱齿槽转矩；反之，若采用不等厚磁极后B瞬反而增大，则不能采用该方法。

分别采用6极27槽、 28槽、 29槽、 30槽、 60槽永磁直流电机模型进行分析研究，它们的共同参数见表5一2 。对于这些电机，对齿槽转矩起作用的最低次B嵘分别为B四、 Brl4 、B论9 、 Brs 、 Brl 。，从图5一30可以看出，在Brg 、 Br14 、 B论9 、 B ‘ 、 Brl 。中，只有Brl 。随偏心距的增大而增大，所以采用不等厚磁极后，6极27槽、 28槽、 29槽、 30槽电机的齿槽转矩都应减小，而6极60槽电机的齿槽转矩应该增大。利用有限元法分析了上述电机的齿槽转矩，分别如图5一31 、图5一32 、图5一33 、图5一34和图5一35所示。可以看出，采用不等厚磁极后，6极27槽、 28槽、 30槽的齿槽转矩都有不同程度的减小，由于6极29槽电机的齿槽转矩本来就很小，采用不等厚磁极后齿槽转矩削弱效果不明显，而6极60槽的齿槽转矩反而增大，证明上述分析是正确的。