磁钢充磁方式对稀土永磁斜槽电机性能的影响分析

摘要

月球车驱动电机要求效率高、体积小、功率密度大、转矩脉动小,方波电流驱动的定子斜槽、内转子表贴式稀土永磁无刷直流电机是理想选择。为快速且准确地计算月表极限温度下、磁钢采用不同充磁方式的斜槽电机的性能,基于分段模型中直槽单元串联等效斜槽的思想,利用改进的2D有限元方法建立了斜槽电机的等效模型,提出一种高效求解电机性能的方法,采用最小几何研究域耦合恒流源型外部控制电路,使分段直槽电机单元的同槽绕组电流相等。该方法实现简单、计算量小,样机实测结果证明了该方法的有效性。研究表明,不同磁钢充磁方式下,采用斜槽均能有效抑制电机的空载感应电势的高次谐波分量和齿槽转矩;与径向充磁相比,磁钢采用平行充磁方式的斜槽电机的空载感应电势的幅值和气隙磁通更大。