[發(fā)明專利]一種交替極外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)及其綜合氣隙磁場諧波抑制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111178320.2
• 申請日: 2021-10-09
• 公開（公告）號: CN113937922A
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁泳濤;賈少鋒;梁得亮;馮帥;董曉壯
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27;H02K1/14;H02K3/18;H02K3/52
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 崔方方

1.一種交替極外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)，其特征在于，包括外轉(zhuǎn)子和內(nèi)定子；

所述外轉(zhuǎn)子具有N個(gè)轉(zhuǎn)子鐵芯凸極及N個(gè)極弧系數(shù)不等的永磁體，轉(zhuǎn)子鐵芯凸極和永磁體交替分布，所有永磁體極性相同；相鄰兩個(gè)永磁體的寬度不同；

所述內(nèi)定子包括M個(gè)定子槽和M個(gè)定子齒，定子齒為偏心結(jié)構(gòu)，定子齒上纏繞繞組，使得每個(gè)定子槽內(nèi)嵌有雙層分?jǐn)?shù)槽集中繞組；M、N為正整數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交替極外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)，其特征在于，

所述偏心結(jié)構(gòu)是定子齒頂圓弧所對應(yīng)的圓心與氣隙圓弧對應(yīng)的圓心不重合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交替極外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)，其特征在于，

相鄰兩個(gè)永磁體的極弧系數(shù)不等。

4.一種交替極外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)的綜合氣隙磁場諧波抑制方法，其特征在于，包括以下步驟：

根據(jù)電機(jī)設(shè)計(jì)要求選定交替極外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)的極槽配比以及其他參數(shù)；

根據(jù)電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生原理，確定影響交替極永磁外轉(zhuǎn)子電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的氣隙磁密諧波階次；

對采用永磁體不等磁極弧系數(shù)設(shè)計(jì)電機(jī)的氣隙磁密平方進(jìn)行傅里葉展開，并求取傅里葉系數(shù)，選取相應(yīng)的永磁體不等磁極極弧系數(shù)，抑制影響交替極永磁外轉(zhuǎn)子電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的氣隙磁密諧波階次；

推導(dǎo)采用定子齒偏心設(shè)計(jì)電機(jī)的剩磁磁密表達(dá)式，選取相應(yīng)的定子齒偏心距，抑制影響交替極永磁外轉(zhuǎn)子電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的氣隙磁密諧波階次。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，

所述永磁電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式為：

其中，L_Fe為電機(jī)軸向長度；R₁和R₂分別為轉(zhuǎn)子內(nèi)徑和定子外徑；Z為電機(jī)槽數(shù)；p代表電機(jī)的極對數(shù)；n為使得nZ/2p為整數(shù)的最小整數(shù)；影響交替極永磁外轉(zhuǎn)子電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的氣隙磁密諧波階次為：9k±1，k正整數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，

所述永磁電機(jī)的氣隙磁密平方傅里葉系數(shù)為：

其中α_pm1，α_pm2分別為相鄰不等寬永磁體的極弧系數(shù)，寬度不等的永磁體交替分布。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，

所述永磁電機(jī)永磁體剩磁磁密平方的表達(dá)式為：

式中t(θ，α)＝(h_m+δ(θ，α))/R₂，b＝h/R₂，h為定子齒偏心距，h_m是永磁體充磁方向長度；B_r(θ)、δ(θ，α)分別為永磁體剩磁、有效氣隙長度沿圓周方向的分布。