同步電機(jī)  之基于不等厚永磁磁極的齒槽轉(zhuǎn)矩削弱方法

根據(jù)前面的分析，只要減小B塌就可以削弱齒槽轉(zhuǎn)矩。本節(jié)通過改變永磁磁極的形狀，將瓦片形永磁體由原來的內(nèi)外徑同心改為內(nèi)外徑不同心，即永磁體不等厚，以減小Br器，進(jìn)到了削弱齒槽轉(zhuǎn)矩的目的。

一、不等厚磁極結(jié)構(gòu)

不等厚磁極結(jié)構(gòu)如圖5一29所示，普通磁極的內(nèi)外徑同心，圓心為O，此時磁極厚度均勻，為hm 。當(dāng)采用不等厚磁極結(jié)構(gòu)時，磁極內(nèi)外徑不同心，外徑對應(yīng)的圓心為O 、內(nèi)徑對應(yīng)的圓心為O '，此時磁極厚度h盆（0）和氣隙長度了（0）隨位置角變化。偏心距h為O和O ’之間的距離，h不同，則氣隙磁密徑向分量的分布也不同。為簡化分析，本節(jié)以徑向充磁永磁電機(jī)為例進(jìn)行分析，得出的結(jié)論也適合于平行充磁永磁電機(jī)。不偏心時的氣隙磁密徑向分量分布為。

二、基于不等厚磁極的齒槽轉(zhuǎn)矩削弱方法

對B ' : ( 0）進(jìn)行傅里葉分解得到B塌，即可利用式（5一9）對齒槽轉(zhuǎn)矩進(jìn)行分析。為了研究方便，取一個極下的剩磁分布進(jìn)行分析。圖5一30為某一電機(jī)（極弧系數(shù)為0 . 7）在氣隙均勻、偏心距4～和偏心距為7～時B（的的傅里葉分解系數(shù)，為簡明起見，給出了3一32次的分解系數(shù)?？梢钥闯觯S著偏心距的增加，絕大多數(shù)系數(shù)逐漸減小，但有的系數(shù)卻增大了。對于槽數(shù)和極數(shù)確定的電機(jī)，若采用不等厚磁極后B嶸減小，則可采用不等厚磁極削弱齒槽轉(zhuǎn)矩；反之，若采用不等厚磁極后B瞬反而增大，則不能采用該方法。

分別采用6極27槽、 28槽、 29槽、 30槽、 60槽永磁直流電機(jī)模型進(jìn)行分析研究，它們的共同參數(shù)見表5一2 。對于這些電機(jī)，對齒槽轉(zhuǎn)矩起作用的最低次B嶸分別為B四、 Brl4 、B論9 、 Brs 、 Brl 。，從圖5一30可以看出，在Brg 、 Br14 、 B論9 、 B ‘ 、 Brl 。中，只有Brl 。隨偏心距的增大而增大，所以采用不等厚磁極后，6極27槽、 28槽、 29槽、 30槽電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩都應(yīng)減小，而6極60槽電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩應(yīng)該增大。利用有限元法分析了上述電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩，分別如圖5一31 、圖5一32 、圖5一33 、圖5一34和圖5一35所示?？梢钥闯?，采用不等厚磁極后，6極27槽、 28槽、 30槽的齒槽轉(zhuǎn)矩都有不同程度的減小，由于6極29槽電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩本來就很小，采用不等厚磁極后齒槽轉(zhuǎn)矩削弱效果不明顯，而6極60槽的齒槽轉(zhuǎn)矩反而增大，證明上述分析是正確的。