一种减小6极9槽同步电机转矩波动方法技术

本发明专利技术属于一种减小同步电机转矩波动方法，具体涉及一种减小6极9槽同步电机转矩波动方法。它包括如下步骤：计算功率；计算电枢内径；计算电枢铁芯长；选择槽型为梯形口扇形槽；计算转子紧圈内径；计算转子磁钢内径；计算转子磁钢切面两端最最低点到最高点的长度；计算转子磁钢长度。本发明专利技术的优点是，分别对6极9槽电机定子、转子结构进行设计来减小电机反电势谐波，从而实现减小电机转矩波动的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种减小同步电机转矩波动方法，具体涉及一种减小6极9槽同步电机转矩波动方法。
技术介绍
6极9槽电机是一种集中绕组电机，集中绕组电机每个线圈绕在一个齿上，缩短了线圈周长和绕组端部伸出长度，减小用铜量并且减小铜耗，进而提高电机效率。6极9槽电机在集中绕组电机中电机极数较少，可以减小铁芯交变磁场频率，减小铁耗，特别适合高速电机。并且6极9槽电机以少数目的大槽代替数目较多的小槽，槽利用率高，提高槽满率。因此6极9槽电机适合高速高功率密度的同步电机。6极9槽电机存在的缺点是电机反电势谐波大，造成电机的转矩波动大，影响电机运行平稳性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种减小6极9槽同步电机转矩波动方法，它可以减小6极9槽同步电机的转矩波动。本专利技术是这样实现的，一种减小6极9槽同步电机转矩波动方法，它包括如下步骤：(1)计算功率Pi′，若电机长期运行，则若电机短期运行，则其中PN为电机额定功率，η′为电机预取效率；(2)计算电枢内径B'δ为预取气隙磁密，A'δ为预取线负荷，αi为预取计算极弧系数，λ'为预取长径比，电枢外径D1＞Dil；(3)计算电枢铁芯长L≈λ′Di1；(4)选择槽型为梯形口扇形槽，取槽肩宽槽底宽其中hx1为槽肩深，h01为槽口深，hs1为槽身深，取槽口宽b01≤1mm；(5)计算转子紧圈内径Dm＝Di1-2δ，δ为气隙宽度，取转子紧圈外径Dm＜D2＜Di1；(6)计算转子磁钢内径Dmi＝Dm-2Hm，Hm为磁钢切面沿中轴线最低点到最高点的距离；(7)计算转子磁钢切面两端最最低点到最高点的长度以转子磁钢切面两端两最高点和转子磁钢切面沿中轴线最高点三点确定一圆弧Li，该圆弧为转子磁钢外圆弧；(8)转子磁钢长度Lc＝L。本专利技术的优点是，分别对6极9槽电机定子、转子结构进行设计来减小电机反电势谐波，从而实现减小电机转矩波动的目的。附图说明图1定子槽型图；图2定子结构图；图3磁钢切面图；图4采用本专利技术的6极9槽电机模型；图5未采用本专利技术优化的6极9槽电机模型；图6采用本专利技术方法的电机转矩波形图；图7未采用本专利技术方法的电机转矩波形图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细介绍：一种减小6极9槽同步电机转矩波动方法，它包括如下步骤：(1)计算功率Pi′，若电机长期运行，则若电机短时运行，则其中PN为电机额定功率，η′为电机预取效率。(2)计算电枢内径B'δ为预取气隙磁密，A'δ为预取线负荷，αi为预取计算极弧系数，λ'为预取长径比，电枢外径D1＞Dil。(3)计算电枢铁芯长L≈λ′Di1。(4)选择槽型为梯形口扇形槽，取槽肩宽槽底宽其中hx1为槽肩深，h01为槽口深，hs1为槽身深。取槽口宽b01≤1mm。(5)计算转子紧圈内径Dm＝Di1-2δ，δ为气隙宽度，取转子紧圈外径Dm＜D2＜Di1。(6)计算转子磁钢内径Dmi＝Dm-2Hm，Hm为磁钢切面沿中轴线最低点到最高点的距离。(7)计算转子磁钢切面两端最最低点到最高点的长度以转子磁钢切面两端两最高点和转子磁钢切面沿中轴线最高点三点确定一圆弧Li，该圆弧为转子磁钢外圆弧。(8)转子磁钢长度Lc＝L。结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述：永磁同步电机参数为额定电压UN＝270V，额定转速nN＝10000rpm，额定转矩TN＝4Nm，额定功率PN＝4.18kW， 长期运行，采用6极9槽结构。1.预取效率η′＝0.9，计算功率2.预取线负荷A's＝30A/mm，预取气隙磁密B'δ＝0.7T，预取计算极弧系数αi＝0.9，预取长径比λ'＝2.2，计算电枢内径电枢外径D1＝84mm。3.计算电枢铁芯长L≈λ′Di1≈85mm。4.选择槽型为梯形口扇形槽，取槽口宽b01＝0.5mm，槽肩深hx1＝1.4mm，槽口深h01＝0.5mm，槽身深hs1＝15.5mm，则槽肩宽 槽底宽 定子槽型如图1所示，定子结构如图2所示。5.取气隙宽度δ＝0.8mm，则转子紧圈内径Dm＝Di1-2δ＝37.4mm，取转子紧圈外径D2＝38mm。6.取磁钢切面沿中轴线最低点到最高点的距离Hm＝5mm，则转子磁钢内径Dmi＝Dm-2Hm＝27.4mm。7.转子磁钢切面两端最最低点到最高点的长度以转子磁钢切面两端两最高点和转子磁钢切面沿中轴线最高点三点确定一圆弧Li，该圆弧为转子磁钢外圆弧。磁钢切面如图3所示。8.转子磁钢长度Lc＝L＝85mm。9.定转子结构图如图4所示。对未采用本专利技术方法优化的6极9槽电机模型如图5所示，该模型定子结构与图2相同，转子磁钢未进行优化，即Lmi＝Hm＝5mm，分别对图4图5 电机模型进行有限元分析，转速为额定转速nN＝10000rpm时电机输出额定转矩TN＝4Nm，得到的电机转矩波形图分别如图6、图7所示。由仿真结果可知，采用本专利技术方法设计的电机转矩波动为0.25Nm，未采用本专利技术方法设计的电机转矩波动为0.45Nm。结果表明采用本专利技术设计方法可以减小6极9槽电机转矩波动。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减小6极9槽同步电机转矩波动方法，其特征在于：它包括如下步骤：(1)计算功率P′i，若电机长期运行，则若电机短期运行，则其中PN为电机额定功率，η′为电机预取效率；(2)计算电枢内径B'δ为预取气隙磁密，A'δ为预取线负荷，αi为预取计算极弧系数，λ'为预取长径比，电枢外径D1＞Dil；(3)计算电枢铁芯长L≈λ′Di1；(4)选择槽型为梯形口扇形槽，取槽肩宽槽底宽其中hx1为槽肩深，h01为槽口深，hs1为槽身深，取槽口宽b01≤1mm；(5)计算转子紧圈内径Dm＝Di1‑2δ，δ为气隙宽度，取转子紧圈外径Dm＜D2＜Di1；(6)计算转子磁钢内径Dmi＝Dm‑2Hm，Hm为磁钢切面沿中轴线最低点到最高点的距离；(7)计算转子磁钢切面两端最最低点到最高点的长度以转子磁钢切面两端两最高点和转子磁钢切面沿中轴线最高点三点确定一圆弧Li，该圆弧为转子磁钢外圆弧；(8)转子磁钢长度Lc＝L。

【技术特征摘要】
1.一种减小6极9槽同步电机转矩波动方法，其特征在于：它包括如下步骤：(1)计算功率P′i，若电机长期运行，则若电机短期运行，则其中PN为电机额定功率，η′为电机预取效率；(2)计算电枢内径B'δ为预取气隙磁密，A'δ为预取线负荷，αi为预取计算极弧系数，λ'为预取长径比，电枢外径D1＞Dil；(3)计算电枢铁芯长L≈λ′Di1；(4)选择槽型为梯形口扇形槽，取槽肩宽槽底宽其中hx1为槽肩深，h01...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝晓宇，揭军，黄建，周晶晶，李建军，
申请(专利权)人：北京自动化控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11