同步電機(jī) 之基于開輔助槽的齒槽轉(zhuǎn)矩削弱方法

在電樞上開輔助槽，對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩的影響相當(dāng)于增加了電樞槽數(shù)，即改變了極數(shù)、槽數(shù)配合。選擇合適的輔助槽數(shù)可以大幅度削弱齒槽轉(zhuǎn)矩。

一、有輔助槽時(shí)的齒槽轉(zhuǎn)矩表達(dá)式

為簡(jiǎn)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)。無(wú)輔助槽時(shí)，采用與第四節(jié)中相同的簡(jiǎn)化，得至的傅里葉分解系數(shù)表達(dá)式為。

開輔助槽時(shí)，輔助槽均勻分布在電樞齒上，輔助槽的寬度與電樞的槽口寬度相同，輔助槽的深度要合適，過(guò)淺則效果不明顯，過(guò)深則影響齒部磁路，問(wèn)題的關(guān)鍵在于輔助槽與普通電樞槽對(duì)氣隙磁場(chǎng)的影響是否相同，這可以通過(guò)觀察采用有限元法計(jì)算出的氣隙磁密徑向分量的分布來(lái)確定。利用有限元法計(jì)算開輔助槽電機(jī)的空載磁場(chǎng)分布，得到氣隙磁密分布曲線，通過(guò)氣隙磁密分布曲線可以觀察輔助槽和普通電樞槽對(duì)氣隙磁場(chǎng)的影響是否等效。研究輔助槽對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩的影響時(shí)，認(rèn)為輔助槽的影響和普通的電樞槽相同。在每個(gè)定子齒上開k個(gè)輔助槽，如果k為偶數(shù)，則輔助槽分布如圖5一41所示。如果k為奇數(shù)，則輔助槽分布如圖5一42所示。

二、輔助槽數(shù)的選擇

根據(jù)前面的分析，當(dāng)每個(gè)齒上有k個(gè)輔助槽時(shí)，只有當(dāng)n為（k + 1）的倍數(shù)時(shí)該Gn才不為零，并且變?yōu)椴婚_輔助槽時(shí)的（k + 1）倍。當(dāng)n為Np的倍數(shù)時(shí)，Gn才對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩有影響，因此選擇輔助槽數(shù)時(shí)，必須避免這些被放大的Gn對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩有影響。要削弱齒槽轉(zhuǎn)矩，必須滿足k + 1 。當(dāng)Np一1時(shí)，需滿足k + 1并陰Np，即k + 1并m，但顯然無(wú)法滿足，開輔助槽不能削弱齒槽轉(zhuǎn)矩。不論k取何值，這些被放大的Gn總是對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩有影響，因此不宜采用開輔助槽的方法。以6極18槽電機(jī)為例，Np一1，不論輔助槽數(shù)k取何值，味＋1總是對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩有影響，圖5一44為6極18槽電機(jī)采用不同輔助槽數(shù)時(shí)的齒槽轉(zhuǎn)矩對(duì)比，可見(jiàn)開輔助槽并沒(méi)有削弱齒槽轉(zhuǎn)矩。此時(shí)，輔助槽數(shù)的選擇可結(jié)合前面所敘述的極弧系數(shù)選擇方法進(jìn)行，我們可以通過(guò)削弱與味＋1對(duì)應(yīng)的B償二來(lái)削弱齒槽轉(zhuǎn)矩。圖5一45為6極18槽電機(jī)的Br3n隨極弧系數(shù)的變化曲線，當(dāng)只有一個(gè)輔助槽時(shí)，B嘴二是B '，而當(dāng)極弧系數(shù)為0 . 833 , Br6為零，因此可選擇極弧系數(shù)為0 . 833，且開一個(gè)輔助槽。極弧系數(shù)為。．833時(shí)不同輔助槽對(duì)應(yīng)的齒槽轉(zhuǎn)矩對(duì)比如圖5一46所示?？梢钥闯?，極弧系數(shù)0 . 833對(duì)開一個(gè)輔助槽時(shí)的齒槽轉(zhuǎn)矩削弱效果明顯，但對(duì)開兩個(gè)輔助槽時(shí)的齒槽轉(zhuǎn)矩沒(méi)有削弱效果。