集中绕组永磁无刷电机的转矩研究
集中绕组永磁无刷电机的转矩研究
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Fm3 是三次谐波磁势的幅值 ;
ξ是转子坐标轴的电角度 (N 极中心为 0°) 。
首先只考虑基波磁势 ,则第 j 个齿对应的基波磁势
为
Fj
∫θ- ( j- 1) 2Qpπ+Δ2φ
=
Fcosξdξ
θ-
( j-
1)
2Qpπ-
Δφ 2
(4)
得到第 j 个齿的磁势后 ,可以根据欧姆定律得 到第 j 个齿的磁通 ,磁通除以每一个齿中穿过磁力
60
电工电能新技术
第 22 卷
般 Q/ p < 3 ,但必须满足 QΠ3 = 整数 ,才能构成三相 对称绕组 。下面举例说明其绕组构成 :极对数 p = 4 ,定子槽数 Q = 9 。
每对极槽数
:
Q p
=
9 4
=2
1 4
;绕组节距 : y1
=1;
极距
:τ=
Q 2p
=
9 8
;
节距系数
:
y
=
y1
摘要 : 集中绕组永磁无刷电机由于绕组结构与常规 60°相带分布绕组不同 ,定子磁动势的谐波含量 增加 ,定子齿 、槽的影响也加大 。本文采用电机磁能虚位移原理计算电机转矩 ,并编制了计算软 件 ,不仅可以计算电机的平均电磁转矩 ,还可以得到由谐波磁场产生的谐波脉动转矩 。通过实例 计算 ,本文还比较了整数槽绕组和分数槽绕组产生谐波转矩的情况 ,采用分数槽绕组可以削弱谐 波脉动转矩 。 关键词 : 集中绕组永磁无刷电机 (CWBLPM Motor) ; 能量虚位移法 ; 转矩
采用集中绕组的内置式永磁同步电机转矩谐波数值分析
内置 式 永 磁 同步 电机 （ ｎ ｅ ｉ ｒ ｅ ｍ ｎ ｎ Ｉ ｔ ｒ ｏ Ｐ ｒ ａ ｅ ｔ
确转矩 成分是 必要 的。
Ｍ ｇ ｅ ｙΒιβλιοθήκη ｃ ｒ ｎ ｕ ｏ ｏ ，ＩＭ Ｍ 主要 用于大 转 ａｎ ｔ Ｓｎ ｈｏｏ ｓ Ｍ ｔｒ Ｐ Ｓ） 矩 、宽 调速 范 围的应用场 合 。它能通 过增 大转子 的 凸极 性 获 得 更 高 的转矩 密度 和 出色 的弱 磁 调速 性
Ｗ ＥＩ ｉ ０ Ｊ
（ ｃｏ ｌｆ ｌｃｒ ａ ｎ Ｉｆ ｒ ｔ ｎＥ ｇｎｅｉｇ Ｊａｇ ｕＵ ｉ ｒｉ ， ｈ ｎｉｎ １ ０ ３ Ｃ ｉａ Ｓｈ ｏ Ｅ ｅｔｃ ｌ ｄ ｎｏｍａｉ ｎ ｉｅｒ ， ｉｎ ｓ ｎｖ ｓｙ Ｚ ｅｊａｇ２ ２ １， ｈｎ ） ｏ ｉ ａ ｏ ｎ ｅ ｔ
从 原理上 说 ，转 矩脉 动是 噪音和振 动 的主要 原 因 ，所 以减 弱他们 是至 关重要 的 。 目前 ，也有很 多 传统 的方法 ， 比如 斜槽 、优化永 磁体 、改 善磁屏 蔽 等 。本 文 提 出 了一 种 新 颖 的方 法 来 减 弱 集 中绕 组
Ｈ ａ ｍ ｏ ｉ ｌ ｎａｙ ｉ ｎ Ｉ ｅ ｉ ｒＰｅ ｍ ａ ｎ ａ ｎ ｔＳ ｎｃ ｏ ｏ ｒ ｎ ｃＶａｕｅＡ ｌ ｓｓｏ ｎｔ ｒｏ ｒ ｎｅ ｔＭ ｇ ｅ ｙ ｈｒ ｎ ｕｓ Ｍ ｏ ｏ ｑｕｅｗｉｈ Ｃｏ ｅ ｒ ｔ ｄＷ ｉ ｎｇ ｔ ｒＴｏｒ ｔ ｎｃ ｎｔ ａ ｅ ｎｄｉ
齿槽 转矩进 行 了有 限元分 析 ，采 用快速 傅里 叶变换对 转矩谐 波成分 进行 了证 明。提 出采用转 子铁心 口 轴方 向开槽 口以及直 线定子 齿面 的新 设计方法 来削弱转 矩脉动和 转矩谐波 ，通过在 不 同的控 制策 略下 进行 非线性有 限元分析 ，对获得 的数据进行 分析后证 明 了该方法 的有 效性 。 关键词 ： 集中绕 组；恒 功率转速 比；弱磁控制 ；内置式永磁 同步 电机 中图分类号：Ｔ ３ １ Ｍ ５ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０ — １ ５２ １） ９ Ｏ １— ５ ０ ７ ３７ （０ ２ ０ 一 ０ ０ ０
分数槽集中绕组永磁同步电机齿槽转矩研究
r®计分祈and a m lsi分数槽集中绕组永磁同步电机齿槽转矩研究紙择去机I2〇l8年第46卷第7期钟成堡1,2,吴帮超1,彭玉礼1,陈飞龙1(1.珠海格力电器股份有限公司，珠海519000;2.珠海格力电器股份有限公司空调设备及系统运行节能国家重点实验室，珠海519000)摘要:从齿槽转矩解析式出发，推导了各次谐波分布及齿槽转矩周期；并利用有限元软件分析了永磁同步电机的定子椭圆、槽口不等分布及转子静态偏心对齿槽转矩的影响，仿真结果显示定子椭圆是影响电机齿槽转矩的主要因素，且电机的齿槽转矩随定子椭圆量近似线性递增。
对样机进行了齿槽转矩测试实验，仿真值与实测值相差2. 09%，验证了采用定子椭圆模型分析齿槽转矩的可行性及正确性。
关键词:永磁同步电机;齿槽转矩;定子椭圆;有限元分析中图分类号：TM341;TM351 文献标志码:A文章编号:1004-7018 (2018) 07-0022-03Cogging Torque Research of Fractional Slot Concentrated WindingPermanent Magnet Synchronous MachinesZHONG Cheng-bao'，2，WU Bang-chao'，PENG Yu-li'，CHEN Fei-long1(1. GREE Electric Appliances Inc.of Zhuhai，Zhuhai 519000，China；2.State Key Laboratory of Air-conditioning Equipment and System Energy Conservation，GREE Electric Appliances Inc.of Zhuhai，Zhuhai519000，China) Abstract:Starting from the cogging torque analytical formula，the distribution of various harmonics and the cogging torque cycle was deduced. The influence of the stator ellipse，notched distribution of the permanent magnet synchronous motor and static eccentricity of the rotor on the cogging torque was analyzed. The simulation results show that the stator ellipse is the main factor affecting the cogging torque of the motor，and the cogging torque of the motor increases approximately linearly with the stator ellipticity. The experiments on the cogging torque of the prototype motor was tested，and the difference between the simulated value and the measured value was only 2. 09% ，which verified the feasibility and correctness of the cogging torque analysis using the stator ellipse model.Key words： permanent magnet synchronous motor ( PMSM) ； cogging torque ； elliptical stator ； finite element analysis0引言近年来，分数槽集中绕组结构在永磁同步电机 中应用的越来越广泛。
永磁无刷电机方波和正弦波驱动的转矩研究
永磁无刷 电机采取不 同的磁路结 构和 电枢绕组 形式 ， 以 可 得到两种不 同的反 电势 波形 ： 正弦波 和梯形波 。其 驱动方 式按 驱动电流的波形也有两种 ： 弦波驱 动和方波驱 动 。通 常具有 正
正弦波反电势的永磁无刷 电机 采用正 弦波 电流驱动 ， 电磁 转矩
波反 电势 、 方波驱动电流波形 如图 １ ｂ 所示 “Ｊ （） 。 然而 ， 工程上受加工工艺 的限制 ， 永磁无刷 电机 的反 电势 波
态电磁转矩进行 了仿真分析 ， 对两种 驱动方式下的稳 态电磁转矩 的大 小、 转矩脉动进行 了比较。结果表 明 ， 弦波驱动较 正
方波驱动稳 态电磁转矩值及转矩脉动减 小， 态电磁 转矩脉动频率增加 ， 动 但脉动幅值也 同时增加。
关键词 ： 永磁 无刷 电机 ； 波 驱 动 ； 弦 波驱 动 ； 矩 ； 矩脉 动 方 正 转 转
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｕ ｉ ｇ ｔ ｅ ｌｗ ｆ ｑ ｅ ｃ ｌｃｒ ｍａ ｎ ｔ ｅｄ ｓｍｕ ａｉ ｎ ｓ ｆ ａ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ Ｍａｌｂ Ｓ ｍｕ ｉ ｋ ｗｈ ｎ ｔ ｅ ｓ ｒ ｃ ｕ ｔｄ ｓ ｒ ｃ ： ｓｎ ｈ ｏ ｒ ｕ ｎ ｙ ｅｅ ｔｏ ｇ ｅｉ ｆ ｌ ｉ ｌ ｔ ｏｔ ｒ ｎ ｈ ｔ ／ ｉ ｌ ， ｅ ｈ ｕ ｆ ｅ ｍｏ ｎ ｅ ｅ ｃｉ ｏ ｗ ａ ｎ ａ ｒ ｒ ａ ｔ ｅ ｍａ ｅ ｔ ｇ ｅ ｒ ｓ ｌｓ ｔｒｉ ｄ ｖ ｎ ｂ ａ ｅ ｏｄ ｌａ ｄ ｓｎ ｓ ｉ ａ ｕ ｒｎ ， ｎ ｓｓｅ ｄ —ｔ ｔ ｒ ｕ ｎ ｙ ａ ｃ ａｅｅ ｒ ｐ ｒ ｎ ｎ ｈ ｍａ ｎ ｔ ｕ ｈ ｅ ｓ ｍｏｏ ｒ ｅ ｙ ｔ ｐ ｚ ｉ ａ ｎ ｉｕ ｏｄ ｌｃ ｒｅ ｔ ａ ｄ ｉ ｔａ ｙ ｓａｅ ｔ ｑ ｅ ａ ｄ ｄ ｎ ｍｉ ｂ ｓ ｉ ｒ ｔ ｏ ｔｒ ｕ ｅ ａ ａｙ ｅ Ｔ ｅ ａ ａｙ ｉ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔ ｃ ｍｐ ｅ ｉ ｈ ｎ ｆｔ ｐ ｚ ｉ ａ ｃ ｒｅ ｔｄ ｖｎ ｃ ｅ ， ｈ ｔａ ｙ ｓ ｔ ｏｑ ｅ ａ ｎ ｌｚ ｄ． ｈ ｎ ｌｓｓ ｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｔ ａ ｏ ａ ｄ ｗ ｔ ｔｅ ｏ ｅ ｏ ｒ ｅ ｏｄ ｌ ｕ ｎ ｒ ｉｇ ｓ ｈ ｍｅ ｔ ｅ ｓｅ ｄ —ｔ ｅ ｒ ｓ ｒ ｈ ａ ｉ ａ ｔｒ ｕ ｎ ｈ ｏｑ ｅ ｒ ｐ ｅ ｏ ｅ ｓ ｕ ｏｄ ｕ ｒｎ ｒ ｉ ｇｓ ｈ ｍｅ ｉ ｌｗ ｒ ｔ ｅ ｄ ｎ ｍｉ ｒ ｕ ｉ ｐ ｅ ｉ ｇ ｅ ｔｒａ ｄ ｏ ｉｈ ｒｆ － ｏｑ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｔｒ ｕ ｐ ｌ ｆ ｈ ｉ ｓ ｉａ ｃ ｒｅ ｔ ｉ ｎ ｃ ｅ ｏ ｅ ， ｈ ｙ ａ ｃ ｔ ｑ ｅｒｐ ｌ ｓ ｒ ａｅ ｎ ｆ ｇ ｅ ｒ ｉ ｔ ｎ ｌ ｄ ｖ ｓ ｏ ｈ ｅ
永磁无刷直流电机转矩波动及其抑制的探讨
16
西 安 ห้องสมุดไป่ตู้ 通 大 学 学 报
第31卷
T em ( t) = 0. 412 5 + 0. 004co s30Ξt + …
( 10) ( ) 由式 10 可以计算出 n = 1 500 r m in、T = 3. 4 . kg cm 时优化电流后的转矩波动情况, 如图 6 所示
E1 E7 E 13 E5 E 11 E 17 E 23 E 29 E5 E 11 E 17 E 23 E 29 E 35 E1 E7 E 13 E 19 E 25 E7 E 13 + E 1 E 19 + E 5 E 25 E 31 E 37 E 11 E 17 E 23 E 11 E 17 + E 5 E 23 E 29 E 35 E 41 E1 E7 E 13 E 19 E 13 E 19 + E 7 E 25 + E 1 E 31 E 37 E 43 E5 E 11 E 17 E 17 E 23 + E 11 E 29 + E 7 E 35 E 41 E 47 E1 E7 E 13
第10期
刘 文等: 永磁无刷直流电机转矩波动及其抑制的探讨
13
顺序导通, 从而使定子电流尽可能与参考电流接近.
(a ) 电机的原理框图
(b ) 同步采样电流控制的原理框图
图1 永磁无刷直流电机驱动
1 转矩计算的公式推导及转矩波动的抑制
1. 1 转矩计算的公式推导
这里研究的是无中性线 Y 形连接的三相永磁同步电动机, 它代表了许多应用场合中的绝 大多数无刷直流电机. 为了简化计算, 作如下假设: ( 1) 电枢反应相对于励磁来说可以忽略; ( 2) 定子电流对称且无偶次谐波; ( 3) 定子绕组对称; ( 4) 转子磁场分布关于极轴对称; ( 5) 反馈电流和相应反电势的基波分量保持同相; ( 6) 不考虑凸极效应 . 无刷直流电机的电磁转矩可以看作是定子绕组中的电流与转子磁场相互作用而产生的, 根据假设条件, 采用永磁同步电动机的无刷直流电机的电磁转矩可以由定子相电流和转子反 电势表示为 ( 1) T em ( t) = [ ea ( t) ia ( t) + eb ( t) ib ( t) + ec ( t) ic ( t) ] W 式中 . W 为转子角速度 根据假设条件, A 相反电势可以表示为 ea ( t) = E 1 sin Ξt + E 3 sin3Ξt + E 5
集中绕组永磁无刷直流电机电枢反应及绕组电感的解析计算
第25卷第12期中国电机工程学报V ol.25 No.12 Jun. 20052005年6月Proceedings of the CSEE ©2005 Chin.Soc.for Elec.Eng. 文章编号：0258-8013（2005）12-0127-06 中图分类号：TM351 文献标识码：A 学科分类号：470·40集中绕组永磁无刷直流电机电枢反应及绕组电感的解析计算黄平林, 胡虔生, 余莉，黄允凯（东南大学电气工程系, 江苏省南京市 210096）ANALYTICAL PREDICTION OF THE ARMATURE REACTION AND WINDINGINDUCTANCES OF PERMANENT MAGNET BRUSHLESS DC MOTOR WITHCONCENTRATED COILSHUANG Ping-lin, HU Qian-sheng, YU Li，HUANG Yun-kai（Electrical Engineering Dept. of Southeast University, Nanjing 210096, Jiangsu Province, China）ABSTRACT: Based on the configuration of deep slot concentrated coil s, an analytical model is developed for predicting the armature reaction field produced by the 3-phase stator windings of permanent magnet brushless DC motors with concentrated coils by using the method of image, and the analytical functions of the armature reaction and winding inductances are proposed accounting for the effect of stator slotting. Under different control mode, the different analytical functions are presented. These will be useful when further analyzing the performance of the motor. The results agree with the experiment very well.KEY WORDS: Electric machinery; Permanent magnet brushless DC motor; Deep slot concentrated coils; The method of image; Armature reaction摘要：基于深槽集中绕组的结构特点,采用镜像法,建立了适合集中绕组无刷电机的电枢反应求解模型。
无刷直流电机直接转矩控制技术的研究
无刷直流电机直接转矩控制技术的研究无刷直流电机直接转矩控制技术的研究摘要：无刷直流电机直接转矩控制技术是电机控制领域的前沿研究方向之一。
本文深入探讨了无刷直流电机直接转矩控制技术的原理和应用，并对其研究进行了总结和展望。
1. 引言无刷直流电机由于其高效、高功率密度和大转矩范围等优点，在工业和汽车行业中得到了广泛应用。
直接转矩控制是一种先进的控制策略，能够在较大转矩和高动态性能的要求下实现对无刷直流电机的高精度控制。
因此，研究无刷直流电机直接转矩控制技术对于提高电机控制系统的性能至关重要。
2. 无刷直流电机直接转矩控制原理无刷直流电机直接转矩控制技术基于磁链定向控制理论，通过控制电流和转子位置来实现对电机的直接转矩控制。
具体而言，直接转矩控制技术通过采集电机的转子位置信号，并结合转子位置和转矩的模型，计算出需要输出的转矩参考值。
然后，通过调整电流控制环节中的电流指令，实现对转矩的精确控制。
3. 无刷直流电机直接转矩控制技术的应用无刷直流电机直接转矩控制技术在伺服系统、电动汽车和风力发电等领域中有着广泛的应用。
在伺服系统中，通过无刷直流电机直接转矩控制技术，可以实现对负载的稳定控制，并具有较高的响应速度和跟踪误差较小等优点。
在电动汽车中，无刷直流电机直接转矩控制技术可以实现对车轮转矩的直接控制，提高了电动汽车的行驶效率和驾驶舒适性。
在风力发电系统中，无刷直流电机直接转矩控制技术可以实现对风力转子叶片的转矩控制，提高了风力发电系统的转能效率。
4. 无刷直流电机直接转矩控制技术的研究进展在无刷直流电机直接转矩控制技术的研究中，目前主要存在以下几个方面的问题：1）电流和转子位置传感器的精确性对控制系统的性能有着重要影响，如何提高传感器的精确性是一个亟需解决的问题；2）电机模型的建立和参数辨识是无刷直流电机直接转矩控制技术研究的关键，目前还需要进一步研究和改进；3）实时控制算法的设计和优化是实现无刷直流电机直接转矩控制的关键，需要探索更加高效和精确的算法。
（毕业论文）永磁无刷直流电机论文
小功率永磁无刷直流电动机的设计和仿真研究摘要永磁无刷直流电动机是把电机、电子和稀土材料的高新技术产品发展紧密的结合在一起的新型电机，它具有单位体积转矩高、重量轻、转矩惯量小、控制简单、能耗少和调速性能好等优点，因而在航天航空、数控机床、机器人、汽车、计算机外围设备、军事等领域及家用电器等方面都获得了广泛的应用。
因此，设计性能优异的永磁无刷直流电机具有重要的理论意义和应用价值。
本论文系统的研究了35w小功率永磁无刷直流电机的本体设计，包括设计方法、有限元分析、性能计算、软件仿真等。
本文主要的研究内容如下：1、综述了永磁无刷直流电机的研究现状、存在问题和发展前景，分析了永磁无刷直流电机的基本理论。
2、建立永磁无刷直流电机的数学模型，先利用解析法对该电机进行电磁设计，然后利用有限元法对电机进行优化。
3、基于星形连接三相三状态的控制电路，利用Infolytic公司的MagNet电磁场分析软件建立了永磁无刷直流电机的有限元分析模型，仿真分析其静态气隙磁场分布及动态带负载时的电机特性。
并将软件仿真所得结果与设计计算结果进行比较分析，验证了设计方法的正确性。
关键词：电机设计，无刷直流电动机，有限元分析，稳态特性第一章绪论1．1永磁无刷直流电动机的发展状况永磁无刷直流电动机是一种新型的电动机，其应用广泛，相关技术仍然在不断的发展中，该类电动机的发展充分体现了现代电动机理论、电力电子技术和永磁材料的发展过程。
其中，永磁材料、大功率开关器件、高性能微处理器等的快速发展对永磁无刷直流电动机的进步功不可没。
1821年9月，法拉第建立的世界上第一台电机就是永磁电机，自此奠定了现代电机的基本理论基础。
十九世纪四十年代，人们研制成功了第一台直流电动机。
1873年，有刷直流电动机正式投入商业应用。
从此以后，有刷直流电动机就以其优良的转矩特性在运动控制领域得到了广泛的应用，占据了极其重要的地位。
随着生产的发展和应用领域的扩大，对直流电动机的要求也越来越高。
永磁无刷电机方波和正弦波驱动的转矩研究
本文读者也读过(5条) 1. 尚重阳.普清民.付骞.SHANG Chong-yang.PU Qing-min.FU Qian 基于dsPIC30F6010的BLDCM正弦波电流驱动实现 [期刊论文]-微电机2009,42(2) 2. 王宗培.韩光鲜.程智.程树康 无刷直流电动机的方波与正弦波驱动[期刊论文]-微电机2002,35(6) 3. 马瑞卿.李颖.刘冠志.MA Rui-qing.LI Ying.LIU Guan-zhi 基于dsPIC30F2010的无刷直流电动机正弦波驱动系 统设计[期刊论文]-微特电机2010,38(8) 4. 曾风平.郑成勇.章跃进.ZENG Feng-ping.ZHENG Cheng-yong.ZHANG Yue-jin 基于开关型霍尔位置传感器的永磁 同步电动机正弦波驱动[期刊论文]-微特电机2010,38(8) 5. 李颖.马瑞卿.刘冠志.谭博.LI Ying.MA Rui-qing.LIU Guan-zhi.TAN Bo 一种基于SPWM的无刷直流电动机驱动 新方法[期刊论文]-微电机2010,43(1)
ＬＵＯ Ｌｉｎｇ，ＬＩＵ Ｗｅｉ—ｇｕｏ，ＭＡ Ｒｕｉ－ｑｉｎｇ，ＤＯＵ Ｍａｎ－ｆｅｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ。）【ｉ’ａｎ ７１００７２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｌｏｗ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ，ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｕｎｔｅｄ ｒａｒｅ ｅａｒｔｈ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｂｒｕｓＨｅｓｓ ｍｏｔｏｒ ｉｓ ｄｒｉｖｅｎ ｂｙ ｔｒａｐｅｚｏｉｄａｌ ａｎｄ ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ ｃｕｒｒｅｎｔ，ａｎｄ ｉｔｓ ｓｔｅａｄｙ－ｓｔａｔｅ ｔｏｒｑｕｅ ａｎｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｔｏｒｑｕｅ ａ∞ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｏｎｅ ｏｆ ｔｒａｐｅｚｏｉｄａｌ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｒｉｖｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ．ｔｈｅ ｓｔｅａｄｙ－ｓｔａｔｅ ｔｏｒｑｕｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｏｒｑｕｅ ｔｉｐｐｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｒｉｖｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ ｉｓ ｌｏｗｅｒ，ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｔｏｒｑｕｅ ｔｉｐｐｌｅ ｉｓ ｇｒｅａｔｅｒ ａｎｄ ｏｆ ｈｉｇｈｅｒ ｆｒｅ－
永磁无刷力矩电动机峰值转矩能力的研究
本文1996年4月22日收到 设计分析 永磁无刷力矩电动机峰值转矩能力的研究孙立志 王 强 陆永平(哈尔滨工业大学 哈尔滨150001)Study on Peak Torque Capability of Permanent Magnet Brushless Torque MotorSun Lizhi Wang Qiang Lu Yongping(Harbin Institute o f Technolog y,Ha rbin 150001) 【摘 要】 在考虑了永磁无刷力矩电动机峰值极限转矩主要制约因素的基础上,分别讨论了正弦波及方波驱动方式下的力矩电动机峰值极限电流及转矩,并针对正弦波驱动方式下的该类电机分析了影响峰值转矩能力的主要因素,文中还进行了数值计算并加以实验验证。
【关键词】 永磁无刷力矩电动机 峰值转矩能力【Abstract 】 This paper considers th e majo r con-straints to thc peak to rque capa bility o f permanent mag ne t brushless to rque mo to r (PM BL T M ),discusses pea k cur-re nt limit and pea k to rque limit o f sine wav e PM BL TMand squa rewav e o ne respec tiv ely ,and ana ly zes the influ-ence o f som e factor s on the peak to rque capa bility of PM -BL T M.N umc rical calculation a nd ex periments a re made accor ding to a sa mple mo tor.【Keywords 】 pe rmanent mag net br ushless to rque mo tor pea k tor que ca pability1前 言在一些控制系统中,常常需要所使用的力矩电动机产生瞬时峰值转矩,从而以较大的加速度来驱动负载,由于使用NdFeB 表面磁钢的无刷力矩电动机具有高转矩惯量比、高过载能力[1],所以非常适合此种运行状态。
永磁无刷直流电机直接转矩控制策略的比较研究
永 磁 无 刷 直 流 电机 直 接 转 矩 控 制 策 略 的 比较 研 究
董 乐 ，呼 明 亮 ， 邱 建 琪
（ １ ． 浙江 大 学 电气 工程 学院 ，浙 江 杭 州 ３ １ ０ ０ ２ ７ ； ２ ． 中航 工业 西安航 空计 算技 术研 究所 ，陕 西 西安 ７ １ ０ １ １ ９ ）
有 良好 的转 矩和 转 速动 态 响应 ， 在 异 步 电机 和 永 磁 同 步 电机 调速 领域 应 用 十分 广 泛 ， 并 逐 步 推 广 到 无 刷 直 流 电机 （ Ｂ Ｌ Ｄ Ｃ Ｍ） 的控 制领 域 。 无刷 直流 电机 具 有结 构 简单 、 易维护、 调 速 性 能好 等优点 。与异 步 电机和永 磁 同步 电机不 同的是 ， 无 刷直 流 电机 的反 电势 为梯 形波 ， 它使 用 二 二 导通 方 式 运行 ， 这使得 直接转 矩控 制无 法 被 直接 应用 在 无刷 直 流 电机
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ： Ｔｈ ｅ ＤＴＣ ｆ ｏ ｒ ＢＬＤＣＭ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｗｏ ｗａ ｙ ｓ ：ｏ ｎ ｅ ｉ ｓ ＤＴＣ ｗｉ ｔ ｈ ｌｕ ｆ ｘ ｏ ｂ ｓ ｅ ｒ ｖ ｅ ｒ ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｏ ｔ ｈｅ ｒ ｉ ｓ ＤＴＣ ｗｉ ｔ ｈ ｏ ｕｔ ｌｕ ｆ ｘ ｏ ｂ ｓ ｅ ｖｅ ｒ ｒ ．Ｔｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｓ ｏ ｆ ＤＴＣ ｂ ｏ ｔ ｈ ｗｉ ｔ ｈ ａ ｎ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｏ ｕ ｔ ｌｕ ｆ ｘ ｏ ｂ ｓ ｅ ｒ ｖ ｅ ｒ ｗｅ ｒ ｅ ｄ ｏ ｎｅ ｂ ｙ ｕｓ ｉ ｎ ｇ Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ／Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ ｔ ｏ ｏ ｌ ｓ ｉｒ ｆ ｓ ｔ ｌ ｙ ．Ｔ ｈｅ ｎ，ｔ ｗｏ ｋ ｉ ｎ ｄｓ ｏ ｆ ＤＴＣ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ａ ｂ ｏ ｖ ｅ — ｍｅ ｎｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｄ ｗｅ ｒ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｂ ｙ ｕｓ ｉ ｎ ｇ ａ ｈａ ｒ ｄ ｗａ ｒ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｄ Ｓ ＰＡＣＥ ．Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｈ ｏ ｗｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｓ ｉ ｎ ｔ ｏ ｒ ｑ ｕ ｅ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｓ ｅ，ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｓ ｅ ａ ｎ ｄ ｐ ｈａ ｓ ｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ．
12槽10极集中绕组永磁电机结构讲解
题目：深度解析12槽10极集中绕组永磁电机结构在现代社会，永磁电机的应用已经渗透到方方面面。
其中，12槽10极集中绕组永磁电机作为一种高效、节能的电机结构，备受关注。
本文将对12槽10极集中绕组永磁电机的结构进行深入分析，旨在帮助读者全面理解其工作原理和特点。
1. 结构概述12槽10极集中绕组永磁电机是一种特殊结构的永磁同步电动机，其定子绕组采用了12槽10极的设计。
这种结构在电机中的应用可以有效提高电机的效率和性能，具有很高的应用价值。
2. 工作原理在12槽10极集中绕组永磁电机中，电机的转子上含有永磁体，定子绕组中的12槽和10极则是不可或缺的部分。
当电流通过定子绕组时，会产生磁场，与转子上的永磁体相互作用，从而产生转矩，驱动电机运转。
这种设计可以使电机在不同转速下都能保持较高的效率和性能。
3. 结构特点12槽10极集中绕组永磁电机相较于其他结构的永磁电机，具有一些独特的特点。
由于采用了12槽10极的设计，电机的磁场分布更加均匀，从而降低了电机的磁场波动和损耗。
该结构的电机在一定转速下具有更高的能量利用率，能够实现更高的功率输出。
由于绕组的特殊设计，电机还能够在低速高扭矩的情况下有较高的效率，适用于一些对动力输出要求较高的场合。
4. 个人观点在我看来，12槽10极集中绕组永磁电机结构的设计确实非常精妙。
其独特的结构使得电机在性能和效率上都有很大的优势，能够应用于各种领域。
尤其是在新能源汽车和工业领域的应用将会更加广泛。
值得指出的是，虽然这种结构的永磁电机在设计和制造上的难度较大，但是其带来的高性能和高效率将带来巨大的经济效益和社会意义。
总结通过对12槽10极集中绕组永磁电机结构的深度解析，我们不仅对电机的内部结构有了更深入的理解，同时也更加清晰地认识到了这种结构带来的优势和应用前景。
在未来的发展中，12槽10极集中绕组永磁电机无疑会成为电机领域的一颗耀眼的明星。
在文章中，笔者多次提及了12槽10极集中绕组永磁电机结构，并以从简到繁的方式探讨了其工作原理和特点。
永磁无刷直流电机磁阻转矩的解析计算方法_王兴华
105
在永久磁钢表面式安装的永磁电机（以内转子 电机为例）中，定子铁心表面开有若干个槽，转子 铁心表面光滑。对于槽数较少的永磁电机，槽口宽 与槽节距比值较小，可忽略相邻槽之间的影响；但 对于槽数较多的永磁电机， 相邻槽之间的影响较大， 不能忽略。 本文只对槽数较少的永磁电机进行讨论， 故可由定子铁心单个槽时的物理模型作为电机单个 槽的物理模型进行分析，如图 1 所示为转子铁心表 面光滑、定子铁心单个槽时的物理模型，为便于分 析作如下假设： （1）定子铁心表面开槽，转子铁心表面光滑； （2）槽深为无限深； （3）铁心磁导率为无穷大，定、转子铁心表面均 为等标量磁位面，一面为 0，一面为 Um； （4）永磁材料退磁曲线为直线； （5）永磁体以相同磁导率的材料填充。
第 22 卷 第 10 期 2002 年 10 月 文章编号：0258-8013 (2002) 10-0104-05
中
国 电 机 工 程 学 Proceedi.22 No.10 Oct.2002 ©2002 Chin.Soc.for Elec.Eng.
永磁无刷直流电机磁阻转矩的解析计算方法
2g ′ 且 a =1+ b 。 0
2 2
对于内转子电机： y = r − (R s − g − hm ) ，其中 Rs 为 定子内径。 在电机气隙内半径 r 处，单个槽时的相对磁导 分布函数为： ~ λ (r ,α ) λ (r, α ) λ ′(r, α ) = = (4) Λ0 µ0 / g ′ 忽略相邻槽之间的影响，则整个永磁电机的气 隙磁导分布为周期函数， 且周期为αt 。 在极坐标下， 以 A 相绕组轴线为坐标轴，将式（4）进行傅立叶 分解得电机等效气隙内在半径 r 处的相对磁导分布 函数为 ∞ 2π ~ λ (r, α ) = a 0 + a k cos (5) α k (α + α sa ) t k =1
永磁同步电机电磁转矩
永磁同步电机电磁转矩
永磁同步电机是一种采用永磁体作为转子的同步电机。
与传统的感应电机相比，永磁同步电机具有高效率、高功率密度、高转矩密度等优点，因此在工业和交通领域得到了广泛应用。
永磁同步电机的电磁转矩是指电机在工作时产生的机械转矩。
电磁转矩的大小取决于电机的设计和工作条件。
在永磁同步电机中，电磁转矩是通过电流和磁场相互作用而产生的。
当电机通电时，电流会产生磁场，这个磁场与永磁体的磁场相互作用，从而产生转矩。
永磁同步电机的电磁转矩与磁场的强度和位置有关。
磁场的强度取决于永磁体的性能，而位置则取决于转子和定子的相对位置。
在设计永磁同步电机时，需要考虑磁场的分布和转子的几何形状，以使电磁转矩最大化。
为了实现高效率和高功率密度，永磁同步电机通常采用磁场励磁方式。
通过调整励磁电流的大小和方向，可以控制电机的转矩和速度。
同时，永磁同步电机还可以通过控制转子的位置和角度来调节电磁转矩。
这种控制方式被称为矢量控制，可以实现电机的精确控制和高效运行。
在工业和交通领域，永磁同步电机广泛应用于电动汽车、高速列车、风力发电等领域。
由于永磁同步电机具有高效率和高转矩密度，可以提供更大的输出功率，因此在电动汽车和高速列车中得到了广泛
应用。
此外，永磁同步电机还可以与电池和逆变器等设备配合使用，实现能量的高效转换和利用。
永磁同步电机的电磁转矩是实现电机工作的关键参数。
通过合理设计和控制，可以实现电机的高效率和高功率密度。
随着科技的不断进步，永磁同步电机在工业和交通领域的应用前景将更加广阔，为可持续发展做出更大贡献。
永磁无刷直流电机直接转矩控制系统的设计研究的开题报告
永磁无刷直流电机直接转矩控制系统的设计研究的开题报告一、选题背景永磁无刷直流电机是一种高效、可靠、节能、维护简单的电机，具有启动扭矩大、转速范围宽、控制方便等优点，因此在工业、农业、生活等许多领域得到广泛应用。
传统的永磁无刷直流电机控制方法包括电压控制和速度控制，但这两种方法都不能直接控制电机的转矩，所以不能满足一些特殊应用场合的控制要求。
为了满足这些应用场合的要求，需要开发一种直接转矩控制方法。
二、研究目的本文旨在设计一种永磁无刷直流电机直接转矩控制系统，实现对电机转矩的直接控制，使其在一些特殊应用场合中得到广泛应用。
三、研究内容1. 永磁无刷直流电机控制原理和方法的研究2. 直接转矩控制方法的研究3. 直接转矩控制系统的设计和实现4. 系统性能测试和分析四、研究方法1. 文献综述法：对永磁无刷直流电机及其控制方案、直接转矩控制方法等进行综合归纳和分析；2. 理论分析法：对永磁无刷直流电机控制原理进行深入分析，并探索直接转矩控制的实现方式；3. 系统设计法：根据理论分析的结果，设计直接转矩控制系统，并进行仿真和调试；4. 实验测试法：对所设计的直接转矩控制系统进行性能测试，分析系统的动态响应、稳态误差等指标。
五、预期成果设计并实现了一种永磁无刷直流电机直接转矩控制系统，并测试了系统的性能，取得了优良的控制效果。
此外，还将根据实验结果，提出改进控制系统的建议，为后续研究工作提供参考。
六、研究意义开发一种直接转矩控制方法，可以满足一些特殊应用场合的要求，具有广泛的应用前景。
同时，本研究还可以为永磁无刷直流电机控制领域的发展提供新思路和新方法，促进该领域技术的进一步发展和应用。
BLDC转矩特性
BLDC 转矩特性1、永磁无刷电动机的应用永磁无刷电动机由于体积小、性能好、结构简单、可靠性高、转矩特性好、具有调节控制方便、调速范围广、动态响应等特点而得到了越来越广泛的应用，尤其在智能机器人、航空航天、紧密电子仪器与设备等对电机性能、控制精度要求比较高的场合和领域，对于这类场合，转矩脉动控制是衡量永磁无刷电动机性能好坏的一项重要指标，因此，抑制转矩脉动成为提高永磁无刷电动机伺服系统性能的关键，因此研究永磁无刷电动机转矩特性抑制或消除转矩脉动具有十分重要的意义。
2、永磁无刷电动机的转矩特性永磁无刷电机传动系统一般由逆变器、永磁同步电动机、控制系统和位置传感器四部分组成。
逆变器的通电方式往往采用三相六拍导通方式，每一瞬间有二相同时通电，有一相不通电，每一相绕组均有导通后120°，断电60°，然后再导通120°，断开60°。
在这种通电方式下，定子绕组将产生一个步进式的旋转磁场，从而造成电机的转矩除平均值外还存在脉动转矩。
永磁无刷电动机，在电机转子转动时，由于定子槽的开口引起的气隙磁导变化影响，因此电机还存在由于定子齿、槽变化而引起的脉动转矩。
对于一般永磁无刷电动机，通常计算转矩的方法是将三相系统转换到二相d-q坐标系统，将定子电流分解为id、iq，可得转矩公式如下：式中，Φf：永磁体产生磁链id 、iq ：定、转子电流的d 、q轴分量Ld 、Lq ：d 、q轴电感转矩由二部分组成，第一项为主转矩，由定子q 轴电流与永磁体磁链作用产生；第二项为磁阻转矩。
由于 d 、q轴磁阻不同产生。
但是，上述公式是计算了基波磁动势作用下电机产生的平均转矩，不能计算电机的脉动转矩。
为此，可采用由电机磁场储能对转子位移的偏导数求得电机转矩，其表示式为：式中：p为电机极对数Wm 为电机的磁场储能Q 为电机的转子的位移角从上式公式出发可以推导出双边励磁（包括永磁体电动机）的转矩公式：式中：i10为定子电流L11为定子绕组自感Φ12为永磁体在定自绕组中产生的磁链Wm2为永磁体产生的电机内磁场能量第一项：定子电流产生的磁阻转矩，对表面永磁电机，转子转动时L11不变，转矩为0，对内埋式永磁电机L11会变，可产生磁阻转矩。
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211 每对极整数槽绕组 举例说明 :极对数 p = 4 ,定子槽数 Q = 12 定子槽数与极对数的关系为 Q/ p = 3 ,每对极
包含三个定子齿 、槽 ,三个齿上的线圈分别属于三
相 ,多极对数的电机再将他们串联 、并联构成三相绕
组 。其特点为 :
每极每相槽数
q
=
1 2
;线圈的节距为短矩
y
=
2 3
朱东起 (19382) ,男 ,江苏籍 ,教授 ,研究方向为电机及其控制 ,电力电子技术 。
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三个相量构成 C 相电动势相量 。
画出三相绕组连接图如下 :
图 3 绕组连接图 Fig. 3 Winding connection graph
相邻两个电动势相量的电角度 :α′= 20° 每相的串联的线圈数 ; q′= 3
电机的绕组因数 : Kd1 = sqi′nsiqn′αα22′′= 0. 96 ; π Kp1 = sin y 2 = 0. 9848 ; Kdp1 = 0. 9454
常规的转矩计算方法 ,只能计算基波磁场作用 下产生的平均电磁转矩 ,为此本文采用电机磁场能 量虚位移原理来计算电机的转矩 。它可以计算包括
谐波磁场作用的总的电磁转矩 。
由电机的能量守恒可导出电磁转矩
T =-
p
9 Wm 9θ
(1)
其中 θ: 转子位移角 (电角度)
Wm : 电机的磁场储能
对于永磁电机来说 ,电机的磁能包括三个部分
;相邻两槽电角度 α=
p ×Q360°= 120°。
电机的绕组因数 :
π Kd1 = 1 ; kp1 = sin y 2 = 0. 866 ;
Kdp1 = Kd1 Kp1 = 0. 866 212 每对极分数槽绕组
分数槽绕组的定子槽数比整数槽绕组更少 ,一
收稿日期 :2002210221 作者简介 :吴敬爱 (19772) ,女 (朝鲜族) ,吉林籍 ,硕士 ,研究方向为电力电子技术与电力传动 ;
下面比较 4 对极 9 槽 (每对极分数槽) 电机和 4 对极 12 槽 (每对极整数槽) 电机的转矩 。两种电机 的转子材料及尺寸完全一样 ,定子的外径也一样 ,只 是每个齿的宽度不一样 。其参数如下表 。
表 1 电机参数表 Tab. 1 Parameters of motor
极对数 额定电流 转子轴长 lc 气隙长度 lg 齿宽 ltf PM 基波磁势幅值 PM 三次谐波磁势幅值
这种电机制造方便 、成本低 ,并可减少绕组铜损 耗 ,提高电机的效率 。但这种绕组将定子磁动势中 谐波含量增加 ,定子齿 、槽的影响也增大 。常规的电 机转矩计算方法只能计算基波磁场作用下产生的平 均电磁转矩 ,应用电磁场数值计算方法 ,虽然可以较 精确地得出电机转矩 ,但是计算复杂 、工作量大 ,为
(2) 谐波转矩的产生主要是由于绕组结构 、通电 方式 、定子齿槽影响等因素引起的 ,采用每对极分数 槽绕组可以削弱谐波脉动转矩 。
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对 12 槽整数槽绕组和 9 槽分数槽绕组的转矩 比较可得出 :
1) 当基波磁势的幅值一样时 ,12 槽的总电磁转 矩的平均值比 9 槽的总电磁转矩的平均值要大 ;
2) 当基波磁势的幅值一样时 ,12 槽电机的电磁 转矩脉动比 9 槽电机的脉动要大 ;
3) 考虑 3 次谐波时 ,由 12 槽电机产生的脉动电 磁转矩明显比 9 槽的电机大 。
τ
=
8 9
;
相邻两槽电角度 :α= p ×Q360°= 160°
画出每个线圈的电动势星形相量图如图 2 所
示 ,将 2 ,5 ,8 三个电动势相量反方向 ,成为 2’,5’,8’
电动势相量 。1 ,2’,3 三个相量构成 A 相电动势相
量 ;4 ,5’,6 三个相量构成 B 相电动势相量 ;7 ,8’,9
9 槽电机 4
2. 5A 64mm 0. 75mm 12. 1183mm 1500A 500A
12 槽电机 4
2. 5A 64mm 0. 75mm 10. 5785mm 1500A 500A
对两种电机均采用三相六拍导通方式 ,每一瞬 间均有两相绕组同时通电 ,分别计算永磁体基波磁 场与三次谐波磁场作用下电机的转矩 ,如图 6 所示 。 从图 6 可以看到 ,永磁体基波磁场作用下 ,电机 产生的电磁转矩除平均转矩外还产生了 6 次谐波转 矩 。在永磁体 3 次谐波磁场作用下 ,电机产生的平 均电磁转矩为零 ,但在 4 对极 12 槽电机中仍会产生 6 次谐波转矩 。
中图分类号 : TM921151 文献标识码 : A 文章编号 : 100323076 (2003) 0320059205
1 引言
永磁无刷电动机由于功率因数高 ,效率高等优 点 ,在数控机床进给系统及机器人伺服驱动中早已 得到广泛应用 ,近些年来随着家电行业由常规单相 异步电机驱动向变频调速发展 ,其传动部分很多都 采用了变频永磁无刷电机调速系统 ,加之用永磁无 刷直流电机代替普通换向器直流电机成为发展趋 势 ,因此永磁无刷电机调速系统有广阔的发展前景 。
这种绕组比每对极为整数槽的绕组因数大 。
3 转矩计算
永磁无刷电动机为一种自控式同步电动机 ,逆 变器通电方式往往采用三相 6 拍导通方式 ,每一瞬 间都有两相同时通电 ,有一相不通电 。在这种通电 方式下 ,常规的 60°相带三相叠绕组产生的磁动势在 电机圆周上是对称分布的 ,而集中绕组在电机圆周 上分布不对称 ,会有丰富的谐波磁动势 。另外 ,永磁 体产生的气隙磁场一般为梯形波 ,除基波外还包含 了较大的三次谐波 。
Wm = Wm1 + Wm2 + Wm21 Wm1 : 定子电流产生的磁能
Wm2 : 转子永磁体产生的磁能 Wm21 : 转子在定子中产生磁链与定子电流作用 产生的磁能
经过推导 ,可以得到永磁电机的转矩公式为[2] :
T= p
1 2
i210
9 L 11 9θ
-
9 Wm2 9θ
+
i10
9Ψ12 9θ
lc ———电机轴向长度 ;
lg ———气隙长度 ;
rg ———气隙半径 ;
θ———转子 N 极中心与定子一个齿的中心之
间的夹角 (重合时设为零)
永磁体磁势分布表达式为 :
F = Fm1 cosξ + Fm3 cos3ξ + K
(3)
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62
电工电能新技术
第 22 卷
图 6 电机转矩 Fig. 6 Motor torque
参考文献 (References) :
[1 ] M Marinescu , N Marinescu. Numerical computation of torque in permanent magnet motors by Maxwell stresses and energy method [J ] . IEEE Trans. on Magnetics , 1988 , 24 ( 1) : 4632466.
小容量永磁无刷电机大都采用三相单层集中绕 组 ,图 1 表示三相 4 对极 12 槽电机 ,每对极只占有 3 个槽 ,分别放置三相线圈 。
图 1 4 对极 12 槽电机模型 图 2 线圈电动势星形相量图 Fig. 1 8 poles 12 slots motor Fig. 2 Coil EMF vg. 5 Flowchart of calculating torque of motor
(1) 对于集中绕组永磁无刷电机 ,采用电机能量 虚位移法计算电机的转矩 ,不仅可得到电机的平均 转矩 ,还可得到谐波脉动转矩 ,其中最主要的是 6 次 谐波转矩 。
第3期
吴敬爱 ,等 : 集中绕组永磁无刷电机的转矩研究
61
可以计算永磁体三次谐波作用下的电机转矩 。 计算电机转矩的流程图示于图 5 。
4 应用实例
图 4 集中绕组永磁无刷电机的展开图 Fig. 4 CWBLPM motor developed representation
式中 : Fm1 是永磁体磁势的基波幅值 ;
摘要 : 集中绕组永磁无刷电机由于绕组结构与常规 60°相带分布绕组不同 ,定子磁动势的谐波含量 增加 ,定子齿 、槽的影响也加大 。本文采用电机磁能虚位移原理计算电机转矩 ,并编制了计算软 件 ,不仅可以计算电机的平均电磁转矩 ,还可以得到由谐波磁场产生的谐波脉动转矩 。通过实例 计算 ,本文还比较了整数槽绕组和分数槽绕组产生谐波转矩的情况 ,采用分数槽绕组可以削弱谐 波脉动转矩 。 关键词 : 集中绕组永磁无刷电机 (CWBLPM Motor) ; 能量虚位移法 ; 转矩
第三项 :这是电机产生的主转矩 ,是由定 、转子 磁动势相互作用产生的 。
下面具体说明利用能量虚位移法求集中绕组永
磁无刷电机转矩的计算方法 。图 4 为集中绕组式永
磁无刷电机的展开图 。这是一个表面永磁体电机 ,
由于 dq 轴磁阻相等 ,计算转矩时 ,第一项磁阻转矩
T1 为零 。
其中 : Ltf ———定子齿宽 ;
此本文采用电机磁能虚位移原理来计算电机的转 矩 ,它可以计算包括谐波磁场作用在内的电机总电 磁转矩 ,而且物理概念清晰 ,计算简便 。
2 绕组特点
与常规 60°相带三相叠绕组不同 ,小容量集中绕 组永磁无刷电机的每相线圈放置在相邻的两个槽