抑制表貼式永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、近年來(lái)，隨著我國(guó)在稀土永磁材料領(lǐng)域、電器制造業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、電機(jī)制造工藝以及航空航天等領(lǐng)域的迅猛發(fā)展與進(jìn)步，給永磁同步電機(jī)的設(shè)計(jì)，制造與應(yīng)用創(chuàng)造了絕佳的氛圍。永磁同步電機(jī)憑借其具備尺寸靈巧，高效率，高轉(zhuǎn)矩密度等優(yōu)點(diǎn)，得到了非常廣闊的應(yīng)用。雖然永磁同步電機(jī)的優(yōu)良性能能滿足大多數(shù)的生活生產(chǎn)領(lǐng)域，但是在一些特殊場(chǎng)合，比如在伺服系統(tǒng)這種要求高性能與高精度控制場(chǎng)合中需要電機(jī)輸出平穩(wěn)的電磁轉(zhuǎn)矩。而轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)會(huì)引起永磁同步電機(jī)振動(dòng)和噪聲等問(wèn)題，限制了它

2、在一些特殊場(chǎng)合的應(yīng)用。因此轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制研究引起了電機(jī)設(shè)計(jì)者越來(lái)越多的關(guān)注。
　　本文以表貼式永磁同步電機(jī)為研究對(duì)象，抑制其轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)為目的，從以下幾個(gè)方面展開(kāi)了工作：
　　(1)首先列舉了現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)以及國(guó)外相關(guān)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的抑制方法，介紹了永磁電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，推導(dǎo)了齒槽轉(zhuǎn)矩與紋波轉(zhuǎn)矩的表達(dá)式，詳細(xì)闡述了轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)理。
　　(2)以削弱齒槽轉(zhuǎn)矩幅值和降低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)為目的，結(jié)合齒槽轉(zhuǎn)矩表達(dá)式，采用一系列的參數(shù)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，

3、對(duì)電機(jī)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，聯(lián)合Matlab對(duì)電機(jī)定轉(zhuǎn)子在氣隙中磁密諧波進(jìn)行了分析，已驗(yàn)證優(yōu)化的有效性。
　　(3)提出了一種新的永磁體形狀優(yōu)化方案，結(jié)合有限元軟件ANSYS Maxwell的仿真分析，找到了該方案下的最佳永磁體形狀，并得到了有限元驗(yàn)證，證明了此方案的有效性。
　　(4)設(shè)計(jì)了一個(gè)雙三相移30度的六相容錯(cuò)永磁同步電機(jī)，并對(duì)其進(jìn)行了有限元驗(yàn)證，接著對(duì)六相容錯(cuò)永磁同步電機(jī)在沒(méi)有任何控制策略的引入下，對(duì)正常和故障狀態(tài)下的

4、輸出轉(zhuǎn)矩進(jìn)行了仿真分析，從降低故障后電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和電機(jī)本體結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化角度出發(fā)去對(duì)電機(jī)永磁體參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化后的電機(jī)在正常和故障狀態(tài)下的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)都得到了降低。
　　(5)提出了基于不同永磁材料組合在SPMSM削弱齒槽轉(zhuǎn)矩和抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的方法，該方法是運(yùn)用組合材料的形式，將價(jià)格昂貴，但具有高剩磁，高矯頑力，高磁能積的稀土材料永磁體作為主磁極，將價(jià)格低廉，制造工藝簡(jiǎn)單，低剩磁的鐵氧體永磁材料永磁體作為輔助磁極，利用能量法，建