[發(fā)明專利]一種整數(shù)槽分布繞組虛擬極輪輻式永磁同步電機及其低脈動設計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910337113.3
• 申請日: 2019-04-25
• 公開（公告）號: CN110022043B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設計）人: 陳前;徐高紅;趙文祥;劉國海;李錦洲
• 申請（專利權）人: 江蘇大學;江蘇微特利電機股份有限公司
• 主分類號: H02K21/14
• 分類號: H02K21/14;H02K21/02;H02K1/27
• 代理公司: 北京智行陽光知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11738
• 代理人: 黃錦陽

1.一種整數(shù)槽分布繞組虛擬極輪輻式永磁同步電機，其特征在于，該電機包括定子、嵌在定子槽中五相的單層整數(shù)槽分布繞組、以及具有虛擬磁極的輪輻式轉子；每相繞組的跨距為一個極距；在輪輻式轉子的外沿增設虛擬極，使得各轉子單元形成凸字型；在虛擬極的外沿設有導磁條；相鄰虛擬極設計成非對稱，此時相鄰虛擬極的極弧系數(shù)不相等；每一組相鄰的非對稱虛擬極視作一個重復單元，重復單元間隔偏移θ機械角度；

該電機還包括內(nèi)置在轉子上的極性相反設置的永磁體。

2.一種整數(shù)槽分布繞組虛擬極輪輻式永磁同步電機低脈動設計方法，其特征在于，其具體的步驟如下：

步驟1，對目標電機的極槽配比進行分析，根據(jù)轉子極數(shù)和定子槽數(shù)的關系，計算一個電周期內(nèi)轉矩脈動的波動周期數(shù)，確定其總體波動趨勢；

步驟2，從轉矩脈動產(chǎn)生的原理出發(fā)，確定影響五相永磁同步電機轉矩脈動的轉子磁動勢諧波階次，然后根據(jù)轉子氣隙磁密和轉子磁動勢成正比的關系，確定影響轉矩脈動的轉子氣隙磁密的諧波階次；

所述步驟2中五相永磁同步電機的轉矩脈動的計算公式為：

其中，T_pul表示輸出轉矩平均值，其中μ₀是空氣的磁導率，g是氣隙長度，p為極對數(shù)，r_g是中間氣隙的半徑，L是疊片堆疊長度，γ_d表示為電流角，h為諧波階次，F(xiàn)_sh和F_rh分別為h階定子和轉子磁動勢，所以能夠產(chǎn)生轉矩脈動的定轉子磁動勢諧波階次為：h＝10m±1，m＝1,2,3…，則影響轉矩脈動的轉子氣隙磁密的諧波階次為：h＝10m±1，m＝1,2,3…；

步驟3，對轉子氣隙磁密在不等磁極極弧系數(shù)時的傅里葉表達式的推導，進而推導出不等極弧系數(shù)角度差值對削弱特定轉矩脈動階次的公式；

步驟4，為了削弱轉矩脈動中的2次主要諧波，計算相鄰虛擬極間極弧系數(shù)相差的角度θ₂，對所選虛擬磁極進行非對稱設計；

步驟5，為了削弱轉矩脈動中的1次主要諧波，計算磁極偏移的準確角度θ₁，對所選的虛擬磁極進行磁極偏移。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種整數(shù)槽分布繞組虛擬極輪輻式永磁同步電機低脈動設計方法，其特征在于：所述步驟1中的轉矩脈動的波動周期數(shù)計算公式為：

其中，v表示一個電周期內(nèi)轉矩脈動的波動周期數(shù)，S表示電機的槽數(shù)，p表示電機的極對數(shù)，N_2ps表示電機槽數(shù)與極數(shù)的最小公倍數(shù)N_2ps＝LCM(S，2p)。