同步電機 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，對齒槽轉(zhuǎn)矩的影響相當于增加了電樞槽數(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、有輔助槽時的齒槽轉(zhuǎn)矩表達式

為簡化分析，本節(jié)以徑向充磁永磁電機為例進行分析，得出的結(jié)論也適合于平行充磁永磁電機。無輔助槽時，采用與第四節(jié)中相同的簡化，得至的傅里葉分解系數(shù)表達式為。

開輔助槽時，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，過淺則效果不明顯，過深則影響齒部磁路，問題的關(guān)鍵在于輔助槽與普通電樞槽對氣隙磁場的影響是否相同，這可以通過觀察采用有限元法計算出的氣隙磁密徑向分量的分布來確定。利用有限元法計算開輔助槽電機的空載磁場分布，得到氣隙磁密分布曲線，通過氣隙磁密分布曲線可以觀察輔助槽和普通電樞槽對氣隙磁場的影響是否等效。研究輔助槽對齒槽轉(zhuǎn)矩的影響時，認為輔助槽的影響和普通的電樞槽相同。在每個定子齒上開k個輔助槽，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，當每個齒上有k個輔助槽時，只有當n為（k + 1）的倍數(shù)時該Gn才不為零，并且變?yōu)椴婚_輔助槽時的（k + 1）倍。當n為Np的倍數(shù)時，Gn才對齒槽轉(zhuǎn)矩有影響，因此選擇輔助槽數(shù)時，必須避免這些被放大的Gn對齒槽轉(zhuǎn)矩有影響。要削弱齒槽轉(zhuǎn)矩，必須滿足k + 1 。當Np一1時，需滿足k + 1并陰Np，即k + 1并m，但顯然無法滿足，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槽電機為例，Np一1，不論輔助槽數(shù)k取何值，味＋1總是對齒槽轉(zhuǎn)矩有影響，圖5一44為6極18槽電機采用不同輔助槽數(shù)時的齒槽轉(zhuǎn)矩對比，可見開輔助槽并沒有削弱齒槽轉(zhuǎn)矩。此時，輔助槽數(shù)的選擇可結(jié)合前面所敘述的極弧系數(shù)選擇方法進行，我們可以通過削弱與味＋1對應(yīng)的B償二來削弱齒槽轉(zhuǎn)矩。圖5一45為6極18槽電機的Br3n隨極弧系數(shù)的變化曲線，當只有一個輔助槽時，B嘴二是B '，而當極弧系數(shù)為0 . 833 , Br6為零，因此可選擇極弧系數(shù)為0 . 833，且開一個輔助槽。極弧系數(shù)為。．833時不同輔助槽對應(yīng)的齒槽轉(zhuǎn)矩對比如圖5一46所示?？梢钥闯?，極弧系數(shù)0 . 833對開一個輔助槽時的齒槽轉(zhuǎn)矩削弱效果明顯，但對開兩個輔助槽時的齒槽轉(zhuǎn)矩沒有削弱效果。