齿槽转矩

摘要： 为了降低齿槽转矩和转矩脉动对电机性能的影响,采用电机转子磁极分段移位斜极方法达到减振降噪、提高永磁同步电机性能的目的.基于此方法对电机的齿槽转矩进行理论计算,并利用有限元法在Maxwell中建立8极48槽内置式永磁同步电机模型,分析转子磁极分段移位斜极方法对齿槽转矩和转矩脉动的影响.研究结果表明:齿槽转矩中除了次数为转子磁极分段数及其倍数次的谐波外,其余谐波基本得到消除,并且随着转子磁极分段增加,齿槽转矩峰值逐渐降低,尤其在磁极分三段时,齿槽转矩峰值下降5.22 N·m,对齿槽转矩的削弱效果最为明显;负载转矩和转矩脉动随着转子磁极分段数的增加逐渐降低,转子磁极分两段时降低幅度较为明显,与转子磁极不分段相比下降60％,并且随着转子磁极分段数增加,转矩脉动趋于平稳.

摘要： 永磁同步电机(PMSM)在空载工况运行时存在感应电动势谐波含量高和齿槽转矩大的问题。提出了一种转子分段斜极的方式改善电机的电磁性能。以某纯电动汽车搭载的永磁同步电机为例,利用Maxwell仿真软件对空载工况下斜极前和斜极后对电磁性能进行仿真分析,结果表明转子分段斜极能够减少电动势谐波含量,降低齿槽转矩,从而提高了电机空载时的电磁性能。

摘要： 齿槽转矩是齿槽类无刷永磁电机的固有指标,在定子绕组断电状态下,由永磁体的永磁场与定子铁心的齿槽结构相互作用形成电磁力,进而在圆周方向产生周期性的固定转矩。本文从能量守恒的角度出发,根据齿槽转矩的产生机理推导出齿槽转矩与电磁结构的公式关系,以3对极和6对极两款直流无刷电机为例,利用二维有限元法分析了齿槽转矩在圆周方向的能量分布,研究表明,相同槽数的电机在一个周期内符合能量守恒定律,极对数的不同会造成齿槽转矩不同,通过选择合理的方法能够有效的利用齿槽转矩达到电机断电制动的效果。

摘要： 转矩脉动是影响电机性能的重要因素。针对常规的内置式永磁电机转矩脉动较大的问题,提出了一种保持永磁体总量不变的不等磁极组合方法,使某一磁极的极弧长度与其他磁极不同来抑制转矩脉动,给出了详细推导过程和磁极参数确定方法,并与斜槽结构做了性能对比。针对外转子内置式结构,对比分析了隔磁桥和磁障两种隔磁措施,建立了有限元模型对其进行仿真验证。最终研制了一台55 kW,2 500 r/min的样机,试验数据与仿真结果相吻合,验证了所提方法对齿槽转矩和反电动势谐波有着显著削弱效果,能够有效抑制转矩脉动,提高电机性能,具有一定工程实际意义。

摘要： 为了提高车用永磁同步电机在行驶过程中的性能,降低齿槽转矩,将永磁同步电机转子结构的多重复杂关系归约为三个变量。以转子磁钢的厚度、气隙和槽口宽度为优化参数,通过正交实验方法得到的最优变量组合对齿槽转矩、电磁转矩进行分析设计。在此基础上,使用Maxwell软件对电机进行了有限元仿真实验,优先选择齿槽转矩最低的设计变量组合。实验结果表明,与优化前相比,电机的齿槽转矩明显降低,运行性能得到了有效提升,在实际应用中具有可行性和有效性。

摘要： 针对科考船推进系统永磁同步电机振动过大问题,进行振动测试,得到主要转速下的振动响应。数据分析表明,电机振动能量主要分布在低频及其倍频、逆变器开关频率处。对振动过大原因进行分析,低频段振动大是径向电磁力6倍基波频率和齿槽转矩共同作用导致,5 000 Hz处振动大由变频器开关频率引起。模态分析结果表明,电机振动大不是由结构共振引起。后续设计改进时,可选择合适的极槽配合和磁极布置降低电机振动。

摘要： 基于有限元分析法,针对现有额定转速为80000 r/min的永磁同步电机,由于齿槽转矩是固有特性,在绕组不通电的情况下,计算了现有的高速永磁同步电机的电磁场分布情况及齿槽转矩的幅值;根据不同位置时电磁场磁密曲线的差异,分析了产生齿槽转矩的原因。接着针对通过改变电机永磁体的极弧系数和定子不同齿形、齿宽等相关参数,讨论不同参数对齿槽转矩的影响,便于选择合适参数优化电机性能,降低齿槽转矩,减小振动。

摘要： 为削弱电动汽车轮毂电机的齿槽转矩和铁心损耗,提出一种基于定子整槽偏移的方法对上述问题进行研究。推导电动汽车轮毂电机齿槽转矩和铁心损耗计算公式,确定轮毂电机的参数,建立轮毂电机几何模型;将各个不同偏角的模型导入有限元仿真模型中,分别对齿槽转矩和铁心损耗进行仿真计算,并验证模型的正确性。结果表明:整槽偏移角为3°时的轮毂电机模型,其齿槽转矩和铁心损耗均能取到最优值,且齿槽转矩降低幅度约为98%、铁心损耗降低幅度约为65%、一次谐波降低幅度约为96%。仿真结果验证了基于定子整槽偏移的方法对齿槽转矩、铁心损耗和一次谐波具有明显的抑制作用。所提方法为电动汽车轮毂电机齿槽转矩和铁心损耗的优化设计提供了参考。

摘要： 针对齿槽转矩过大影响永磁同步电机稳定运行的问题,推导电机齿槽转矩表达式,研究主要影响因素,并提出利用转子表面开槽来削弱电机齿槽转矩的方法,以3相8极48槽U型内置式永磁同步电机为例,研究转子表面开槽的形状、偏移角度、宽度、深度等对电机气隙磁密谐波和齿槽转矩的影响规律,确定出最优开槽参数。优化后的开槽参数可有效降低内置式永磁同步电机齿槽转矩,削弱气隙磁密多次谐波,提高电机稳定性。

摘要： 基于ANSYS Maxwell有限元仿真软件设计优化了电主轴用永磁同步定转子的电磁方案,根据市场及客户所需设计的一款永磁同步定转子能够满足电主轴所需的大主轴通孔、低速大扭矩和高速弱磁的特性。通过对冲片及磁钢的优化设计得到较低的齿槽转矩、谐波以及较高的弱磁性能。

摘要： 随着具有功率密度高、调速范围广、效率高、尺寸小等优点的永磁同步电机迅速发展,交替极永磁同步电机应运而生.相较于传统永磁同步电机永磁材料的短缺和价格的高昂,交替极永磁同步电机不仅能够节省永磁材料,还具有较好的弱磁宽调速范围.由于交替极永磁同步电机具有较高的齿槽转矩,因而,如何优化齿槽转矩是研究该种电机的关键.本文根据分数槽交替极永磁同步电机的结构特点,采用有限元软件对该种电机的齿槽转矩进行分析,提出改变极弧系数方法,即调整永磁极和铁极的配比使交替极电机的齿槽转矩得到优化.

摘要： 电机在生产、装配过程中,由于加工精度、材料特性、环境因素等不确定性通常使得电机的实际性能偏离设计值,为了使得设计的电机在不确定性的影响下仍能可靠运行,本文采用自适应采样的克里金与改进的蒙特卡洛仿真结合来进行可靠性分析,并将其作为概率约束与粒子群优化算法结合来对电机进行优化设计;在降低永磁同步电机的齿槽转矩的同时能够使电机在实际的不确定因素的影响下,气隙磁密仍处于合理范围内的概率大于目标可靠度值;提出的基于可靠性的优化算法能够在不改变现有的电机生产、装配条件下,保证批量生产的电机性能在不确定因素影响下的一致性和可靠性,对高性能电机的精细化设计和生产有重要意义.

摘要： 永磁电机固有的齿槽转矩波动,降低了电机的性能,是电机设计中需要重点考虑的问题之一.本文基于冻结磁导率法分别分析了常规硅钢片电机和有取向硅钢片电机的空载齿槽转矩和负载“齿槽转矩”.计算结果证明,有取向硅钢片电机的空载齿槽转矩小于常规硅钢片电机,负载“齿槽转矩”的平均值也小于常规硅钢片电机.

摘要： 为了有效降低不等极数的双转子永磁环形力矩电机的齿槽转矩脉动,推导了电机齿槽转矩的解析表达式,采用在内定子齿顶开辅助槽方法使内外电机齿槽转矩频率相同,并改变内外电机槽口相对位置使内外定子转矩脉动形成反向的相位差,达到降低电机合成转矩脉动的目的.最后用有限元法进行了仿真验证,验证结果表明在内定子齿顶开辅助槽可以有效降低合成齿槽转矩.

摘要： 总结了14极27槽永磁力矩电机的电磁方案设计原则,根据设计原则并通过多次计算,得出了该电机的电磁设计方案.应用ANSOFT对该电机进行了建模仿真,仿真分析了电机在空载与负载情况下的磁力线、磁云密度、转矩、气隙磁密以及反电势的波形图.在永磁电机中,永磁体和有槽电枢铁心相互作用,不可避免产生齿槽转矩,导致转矩波动.本文针对抑制齿槽转矩方法中的辅助槽法,研究了辅助槽数目、辅助槽中心线夹角对该电机齿槽转矩的影响,仿真结果表明在该电机的齿部开两个辅助槽,辅助槽中心线夹角为4度时,齿槽转矩最小,反电势影响小,电机的转矩性能最优.

摘要： 研究了永磁电机齿槽转矩产生的机理和降低齿槽转矩的一些措施.以一台20kw用于水下推进的内置式永磁同步电机为例,利用二维有限元方法分别研究了两种内置式结构永磁同步电机的齿槽转矩,一种采用径向分段式永磁体,另一种转子永磁体不分段并且转子冲片采用花瓣形.根据分析可知,在相同等级尺寸条件下,采用径向分段式永磁体的永磁同步电机比永磁体不分段的永磁同步电机齿槽转矩低;采用转子永磁体不分段并且转子冲片采用花瓣形的永磁同步电机比采用径向分段式永磁体的永磁同步电机齿槽转矩明显降低.

摘要： 通常采用3-D有限元方法分析斜槽电机的性能,但3-D模型剖分单元数目庞大、计算时间极长,对计算机性能要求也较高.为快速且准确地预测月表极限温度下月球车车轮驱动用斜槽电机的性能,提出了2-D模型耦合恒流源电路处理多截面模型中分段电机同槽导体电流相等计及定子斜槽的方法,并研究了计算精度的影响因素.针对一套永磁无刷直流电机方案,利用Altair公司的Flux电磁场有限元分析软件计算了齿槽转矩、空载感应电势和电磁转矩,并结合转子典型位置下气隙磁场沿电机轴向的分布特征以及谐波分析结果评估了计算精度.该方法的计算量较小,计算结果与3-D模型仿真结果、实测结果的比较则表明了该方法的有效性.

摘要： 本文首先从理论上分析直驱型永磁电机的齿槽转矩数学模型,详细讨论影响电机齿槽转矩的主要因素,介绍直驱型潮流能发电机组加工运行过程中容易出现的影响电机齿槽转矩的因素,最后结合有限元仿真方法和试验样机测试实验,对永磁电机齿槽转矩进行对比分析.

摘要： 本文基于Ansoft有限元软件计了一台5kW,4500r/min深海推进用永磁无刷直流电动机,研究了基于磁路法确定电机主要参数方法,根据深海推进电机的特点及技术要求,通过路算选取电磁负荷,确定电机的主要尺寸以及永磁体尺寸得到初步方案.为提高电动机性能,研究了影响齿槽转矩的因素和抑制齿槽转矩的措施,基于有限元分析,对电机槽口宽和极弧系数进行了优化.最后,用Ansoft Maxwell2D建立了二维有限元模型,并用有限元法分析了电机的磁场分布以及电机的运行性能.

摘要： 小型无刷直流风机普遍采用霍尔元件采集转子磁场.本文主要研究霍尔元件对风机起动和转动性能两方面的影响,基于两种不同结构的无刷直流风机进行分析,通过有限元分析软件初步确定霍尔元件的安装范围,避免起动死点,并进行试验找到霍尔元件的最佳换向位置,提高风机性能.

摘要： 本发明公开一种电机齿槽转矩与转矩波动的优化方法及表贴式永磁电机，该电机齿槽转矩与转矩波动的优化方法包括：利用Maxwell仿真软件建立表贴式永磁电机仿真模型；基于表贴式永磁电机仿真模型对电机的永磁体厚度进行有限元仿真分析，以得到电机在不同永磁体厚度下齿槽转矩与转矩波动的第一优化结果；基于表贴式永磁电机仿真模型对电机的偏心距进行有限元仿真分析，以得到电机在不同偏心距下齿槽转矩与转矩波动的第二优化结果；根据电机在不同永磁体厚度下齿槽转矩与转矩波动的第一优化结果和电机在不同偏心距下齿槽转矩与转矩波动的第二优化结果，确定所述表贴式永磁电机的机械结构。本发明技术方案提高了表贴式永磁电机的运行性能。

摘要： 本发明涉及一种导磁电磁线及其构成的低齿槽转矩和转矩脉动的无槽电机，导磁电磁线包括第一绝缘层、导电层和导磁层；第一绝缘层截面为环型结构；导电层采用铜质材料制成，位于第一绝缘层内，导电层截面也采用环形结构；导磁层位于导电层内，采用柱状结构；第一绝缘层的厚度根据绝缘材料和工作电压决定，导电层的厚度和导磁层的直径根据需要设置。无槽电机的定子绕组采用导磁电磁线制成，其每匝线圈均由第一线圈边、第二线圈边、第一端部导线和第二端部导线构成；第一线圈边与第二线圈边的一端通过第一端部导线连接，另一端通过第二端部导线连接；第一线圈边和第二线圈边均采用导磁电磁线。本发明能减小无槽永磁电机的永磁体用量和无槽异步电机的励磁电流，降低造价，提高性能。

摘要： 本发明涉及一种电机齿槽转矩和摩擦转矩的测量方法，采用伺服负载电机、转矩转速仪、转矩转速信号采集设备、伺服负载电机控制柜、被测电机，包括使被测电机与转矩转速仪脱离与连接采集转矩信号1、转矩信号2；对转矩信号1、转矩信号2进行平滑滤波处理，获得滤波转矩信号1、滤波转矩信号2的幅频特性；将滤波转矩信号2减去滤波转矩信号1幅频特性中处于0Hz处的幅值得到摩擦转矩值；滤波转矩信号2的幅频特性中处于N*f处的幅值为齿槽转矩值。本发明可以从测试信号中提取有效的摩擦转矩和齿槽转矩信号，尤其适用于转矩转速仪的结果包含嘈杂的噪声的情况，也可以通过齿槽转矩频率反推电机的极数或槽数等设计参数。

摘要： 本发明公开一种电机齿槽转矩与转矩波动的优化方法及表贴式永磁电机，该电机齿槽转矩与转矩波动的优化方法包括：利用Maxwell仿真软件建立表贴式永磁电机仿真模型；基于表贴式永磁电机仿真模型对电机的永磁体厚度进行有限元仿真分析，以得到电机在不同永磁体厚度下齿槽转矩与转矩波动的第一优化结果；基于表贴式永磁电机仿真模型对电机的偏心距进行有限元仿真分析，以得到电机在不同偏心距下齿槽转矩与转矩波动的第二优化结果；根据电机在不同永磁体厚度下齿槽转矩与转矩波动的第一优化结果和电机在不同偏心距下齿槽转矩与转矩波动的第二优化结果，确定所述表贴式永磁电机的机械结构。本发明技术方案提高了表贴式永磁电机的运行性能。

摘要： 本发明涉及一种导磁电磁线及其构成的低齿槽转矩和转矩脉动的无槽电机，导磁电磁线包括第一绝缘层、导电层和导磁层；第一绝缘层截面为环型结构；导电层采用铜质材料制成，位于第一绝缘层内，导电层截面也采用环形结构；导磁层位于导电层内，采用柱状结构；第一绝缘层的厚度根据绝缘材料和工作电压决定，导电层的厚度和导磁层的直径根据需要设置。无槽电机的定子绕组采用导磁电磁线制成，其每匝线圈均由第一线圈边、第二线圈边、第一端部导线和第二端部导线构成；第一线圈边与第二线圈边的一端通过第一端部导线连接，另一端通过第二端部导线连接；第一线圈边和第二线圈边均采用导磁电磁线。本发明能减小无槽永磁电机的永磁体用量和无槽异步电机的励磁电流，降低造价，提高性能。

摘要： 本发明提供一种降低电机齿槽转矩和转矩脉动的定转子冲片加工方法，在定子或转子冲片进行叠压之前，将定子冲片沿固定旋转方向旋转，使得相邻两片定子冲片之间相差360/Q度，其中Q为电机定子的槽数；将转子冲片沿固定旋转方向旋转，使得相邻两片转子冲片之间相差360/p度，其中p为电机转子的极数。不需要提高定子和/或转子冲片模具的加工精度，便可以从根本上解决由于定子和转子冲片加工误差所带来的齿槽转矩和转矩脉动问题，同时不会影响电机的其他电磁性能。本发明容易实现，只需要在定子和转子冲片模具当中增加一套旋转冲片的装置，不会对生产效率产生影响。

摘要： 本发明涉及一种电机齿槽转矩和摩擦转矩的测量方法，采用伺服负载电机、转矩转速仪、转矩转速信号采集设备、伺服负载电机控制柜、被测电机，包括使被测电机与转矩转速仪脱离与连接采集转矩信号1、转矩信号2；对转矩信号1、转矩信号2进行平滑滤波处理，获得滤波转矩信号1、滤波转矩信号2的幅频特性；将滤波转矩信号2减去滤波转矩信号1幅频特性中处于0Hz处的幅值得到摩擦转矩值；滤波转矩信号2的幅频特性中处于N*f处的幅值为齿槽转矩值。本发明可以从测试信号中提取有效的摩擦转矩和齿槽转矩信号，尤其适用于转矩转速仪的结果包含嘈杂的噪声的情况，也可以通过齿槽转矩频率反推电机的极数或槽数等设计参数。

摘要： 一种能降低齿槽转矩脉动的永磁电机，其包括定子部件、永磁体和转子部件，所述转子部件安装在定子部件中心，转子部件外圆面与定子部件的内弧面形成气隙，所述永磁体的截面呈等腰梯形，永磁体固定于所述转子部件中且永磁体中心线与转子部件的半径线一致，所述永磁体的磁力线路径为以永磁体中心线为基准向中心线两侧对称分布并分别与永磁体梯形左侧面和梯形右侧面形成90°夹角，永磁体梯形左侧面和梯形右侧面分别与永磁体中心线形成夹角。本发明通过改变永磁体的形状，从而能够减小永磁电机的齿槽转矩脉动，降低由齿槽转矩脉动所引起的振动和噪声，减小转速波动，使永磁电机运行平稳。

摘要： 本实用新型实施例涉及电机调速系统控制技术领域，特别涉及一种齿槽转矩整定装置和齿槽转矩补偿装置，包括设于电机的输出轴上并相互连接的驱动器和位置编码器，连接所述驱动器的FFT滤波器，连接所述FFT滤波器的波形发生器；所述位置编码器用于输出若干预设位置；所述驱动器用于测量所述预设位置处的电机电流值，从而确定齿槽转矩值；所述FFT滤波器用于对齿槽转矩值进行傅里叶变换，得到波动幅度和波动频率；所述波形发生器用于根据所述波动幅度和所述波动频率生成转矩波动曲线。本实用新型实施例解决了现有技术中转矩测试仪测得的转矩瞬时值与近真实需要补偿的齿槽转矩相差较远的问题。

摘要： 一种有效降低电机齿槽转矩和转矩脉动的定子、转子，包括：定子、转子；所定子由若干定子冲片采用定子冲片模具冲叠而成，所述定子冲片侧边开设有第一定位槽，在冲叠完成后，相邻两片定子冲片上的第一定位槽之间的夹角为360/Q度，所述Q为电机定子的槽数，所述转子由若干转子采用转子冲片模具冲叠而成，所述转子冲片上设有第二定位槽，在冲叠完成后，相邻两片转子冲片上第二定位槽之间的夹角为360/p度，所述p为电机转子的极数。该有效降低电机齿槽转矩和转矩脉动的定子、转子，其可以从根本上解决由于定子和转子冲片加工误差所带来的齿槽转矩和转矩脉动问题，同时不会影响电机的其他电磁性能。