一種削弱雙轉(zhuǎn)子永磁電機齒槽轉(zhuǎn)矩方法

高起興，井立兵

(三峽大學(xué)，宜昌443002)

0 引 言

雙轉(zhuǎn)子永磁電機具有結(jié)構(gòu)小巧、噪聲小、效率高的優(yōu)點，可以較大幅度減小電機的重量和體積，提高電機的輸出轉(zhuǎn)矩和運行效率［1－2］。但齒槽轉(zhuǎn)矩是永磁電機的固有特性，由永磁體磁場與齒槽互相作用產(chǎn)生，齒槽轉(zhuǎn)矩的出現(xiàn)會造成電機的振動和噪聲，影響電機運行質(zhì)量［3－5］。

雙轉(zhuǎn)子電機結(jié)構(gòu)的特殊之處在于:電機由內(nèi)轉(zhuǎn)子、中間定子、外轉(zhuǎn)子組成，電機的內(nèi)、外轉(zhuǎn)子共同驅(qū)動一根轉(zhuǎn)軸，總齒槽轉(zhuǎn)矩為內(nèi)、外齒槽轉(zhuǎn)矩之和;并且由于內(nèi)、外電機半徑尺寸相距較大，所以外側(cè)齒槽轉(zhuǎn)矩幅值遠大于內(nèi)側(cè)［6］。為了有效削弱雙轉(zhuǎn)子電機齒槽轉(zhuǎn)矩，中、外學(xué)者做了很多研究。文獻［7］研究用斜極的方法分別減小內(nèi)、外齒槽轉(zhuǎn)矩;文獻［8－10］提出可以利用雙轉(zhuǎn)子電機的特殊結(jié)構(gòu)，通過內(nèi)、外齒槽轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生相位差使二者相互抵消，不過沒有給出相位移動角度的公式。文獻［10］比較了上述兩種方法，得出內(nèi)、外轉(zhuǎn)子齒槽轉(zhuǎn)矩相互抵消的方法有更好降低轉(zhuǎn)矩波動的效果，但仍存在的問題是內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的齒槽轉(zhuǎn)矩幅值相距較大，前者不足以引起后者幅值波形較大的變化。

為了更有效的削弱齒槽轉(zhuǎn)矩，本文針對雙轉(zhuǎn)子極、槽數(shù)量組合，設(shè)計了一種磁極對稱偏移方法，可降低外側(cè)齒槽轉(zhuǎn)矩幅值且不改變外齒槽轉(zhuǎn)矩的周期大小和初始相位，通過尋優(yōu)找到合適磁極偏移角度使內(nèi)、外齒槽轉(zhuǎn)矩幅值大致相等;再通過改變內(nèi)、外槽的相對位置使內(nèi)、外轉(zhuǎn)子齒槽轉(zhuǎn)矩存在一定相位差，以此來削弱電機合齒槽轉(zhuǎn)矩，并用有限元驗證了此方法。……