三相永磁同步电机之内转子永磁无刷电机的齿糟转矩及其削弱

一、表面式内转子永磁无刷电机的齿槽转矩及其削弱表面式内转子永磁无刷电机的典型磁极结构如图5一66 ( a）、（b）所示，两者的区别仅在于磁极形状，图5一“ ( a）中的永磁体为扇形，而图5一“ ( b）中永磁体的两直线边平行。从理论上讲，前面讨论的表面式永磁电机的齿槽转矩削弱方法对这两种磁极形状都适用，但极弧系数合理选取和不等极弧系数组合两种方法中极弧系数的确定方法适用于图5一66 ( b ) ,而不适用于图5一66 ( a）。

对于图5一67所示的平行充磁瓦片形磁极结构中，阴影所示的永磁体在内转子永磁无刷电机和永磁直流电机中所起的作用不同。在永磁直流电机中，短弧面向气隙，阴影所示的永磁体对气隙磁场作用很小，甚至可以忽略不计；而在内转子永磁无刷电机中，长弧面向气隙，阴影所示的永磁体对气隙磁场影响较大。因此前面讨论的极弧系数的确定方法不适合于图5一66 ( a）所示的结构，此时最佳极弧系数可通过极弧系数的优化或采用有限元法计算不同极弧系数时的齿槽转矩而得到。

二、内置式内转子永磁无刷电机的齿槽转矩及其削弱

内置式内转子永磁无刷电机的永磁体置于转子铁心内部，如图5一68所示。前面讨论的磁极分段、极数和电枢槽数组合、极弧系数的合理选取、不等槽口宽配合、磁极偏移、开辅助槽、不等极弧系数组合和不等极弧系数等方法对其都适用（永磁体不等厚的方法不再适用）。此外，内置式内转子永磁无刷电机还可以采用不均匀气隙削弱齿槽转矩。下面首先给出前述方法在内置式内转子永磁无刷电机中的应用例子，然后讨论采取不均匀气隙削弱齿槽转矩的方法。

1．前述齿槽转矩削弱方法在内置式内转子永磁无刷电机中的应用

( 1）基于极弧系数合理选取的齿槽转矩削弱方法。下面以一台6极内置式永磁同步电机为例说明极弧系数的确定方法，其结构如图5一69所示，与齿槽转矩有关的主要设计参数见表5一7 。

( 2）基于磁极偏移的齿槽转矩削弱方法。下面以一台6极内置式永磁同步电机为例进行说明，与齿槽转矩有关的主要参数见表5一8 。当定子槽数分别为30和27时，采用前述磁极偏移角度确定方法以及电磁场优化方法得到的磁极偏移角度见表5一9，对应的齿槽转矩分别如图5 -74 、图5一75所示。可以看出，通过选取合适的磁极偏移角度，可以大幅度削弱齿槽转矩。( 3）基于磁极分段的齿槽转矩削弱方法。下面以表5一9中的电机（6极、 36槽）为例讨论磁极分段对齿槽转矩的削弱。此时，Np一1 , 051一10 “ 。若磁极轴向分为5段，则相邻两段错开 。

( 4）基于不等极弧系数组合的齿槽转矩削弱方法。下面以6极内置式永磁同步电机为例进行说明，与齿槽转矩有关的主要参数见表5一9 。对于6极30槽电机，采用的极弧系数组合为（)；对于6极28槽电机，采用的极弧系数组合为（)，分别与极弧系数为0 . 7的齿槽转矩进行对比，如图5一78和图5一79所示。可以看出，通过选取合适的极弧系数的组合，可以较好地削弱齿槽转矩。

( 5）基于极数和电枢槽数组合的齿槽转矩削弱方法。如前所述，在定转子相对位置变化一个齿距的范围内，齿槽转矩是周期性变化的，变化的周期数取决于极数和槽数组合，周期数越多，齿槽转矩幅值越小。