分数槽集中绕组表贴式永磁同步电机转子损耗
基于分数槽集中绕组永磁电机的绕组磁动势谐波优化
文章编号：１００４－２８９Ｘ（２０２０）０６－００１４－０４基于分数槽集中绕组永磁电机的绕组磁动势谐波优化段谟海，林荣文（福州大学电气工程与自动化学院，福建 福州 ３５０１０８）摘 要：针对分数槽集中绕组的绕组磁动势谐波含量大的问题，本文基于１２槽１０极的槽极比模型，采用不等槽深结构对电机的绕组磁动势谐波进行优化。
本文探究了不等槽深结构的不等槽深值对１２槽１０极单双层绕组磁动势的工作谐波和其他谐波的影响以及采用不等槽深结构对电机转子损耗的影响。
通过仿真计算验证不等槽深结构对绕组磁动势的谐波削弱效果，并根据其对工作谐波和其他谐波的影响选择合适的不等槽深值。
关键词：分数槽集中绕组；不等槽深结构；绕组磁动势；谐波优化中图分类号：ＴＭ３５１ 文献标识码：ＢＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＷｉｎｄｉｎｇＭＭＦＨａｒｍｏｎｉｃｓＢａｓｅｄｏｎＦｒａｃｔｉｏｎａｌＳｌｏｔＣｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄＷｉｎｄｉｎｇＰｅｒｍａｎｅｎｔＭａｇｎｅｔＭｏｔｏｒＤＵＡＮＭｏ ｈａｉ，ＬＩＮＲｏｎｇ ｗｅｎ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＦｕｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｚｈｏｕ３５０１０８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｓｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｈｉｇｈｃｏｎｔｅｎｔｏｆｗｉｎｄｉｎｇｍａｇｎｅｔｏｍｏｔｉｖｅｆｏｒｃｅｈａｒｍｏｎｉｃｓｏｆｆｒａｃｔｉｏｎａｌｓｌｏｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄｗｉｎｄｉｎｇｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｌｏｔ ｔｏ ｐｏｌｅｒａｔｉｏｍｏｄｅｌｏｆ１２ｓｌｏｔｓａｎｄ１０ｐｏｌｅｓ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｕｓｅｓｕｎｅｑｕａｌｓｌｏｔｄｅｐｔｈｓｔｒｕｃｔｕｒｅｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｗｉｎｄｉｎｇｍａｇｎｅｔｏｍｏｔｉｖｅｆｏｒｃｅｈａｒｍｏｎｉｃｓｏｆｔｈｅｍｏｔｏｒｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｕｎｅｑｕａｌｓｌｏｔｄｅｐｔｈｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｎｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｈａｒｍｏｎｉｃａｎｄｏｔｈｅｒｈａｒｍｏｎｉｃｓｏｆｔｈｅ１２ ｓｌｏｔ１０ ｐｏｌｅｓｉｎｇｌｅ ｌａｙｅｒａｎｄｄｏｕｂｌｅｗｉｎｄｉｎｇｍａｇｎｅｔｏｍｏｔｉｖｅｆｏｒｃｅａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｕｎｅｑｕａｌｓｌｏｔｄｅｐｔｈｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｎｔｈｅｒｏｔｏｒｌｏｓｓｏｆｔｈｅｍｏｔｏｒａｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅｈａｒｍｏｎｉｃｗｅａｋｅｎｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｕｎｅ ｑｕａｌｓｌｏｔｄｅｐｔｈｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｎｔｈｅｗｉｎｄｉｎｇｍａｇｎｅｔｏｍｏｔｉｖｅｆｏｒｃｅｉｓｖｅｒｉｆｉｅｄ，ａｎｄｔｈｅａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｕｎｅｑｕａｌｓｌｏｔｄｅｐｔｈｖａｌ ｕｅｉｓｓｅｌｅｃｔｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｉｔｓｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｈａｒｍｏｎｉｃａｎｄｏｔｈｅｒｈａｒｍｏｎｉｃｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｒａｃｔｉｏｎａｌｓｌｏｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄｗｉｎｄｉｎ；ｕｎｅｑｕａｌｓｌｏｔｄｅｐｔｈｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｗｉｎｄｉｎｇｍａｇｎｅｔｏｍｏｔｉｖｅｆｏｒｃｅ；ｈａｒ ｍｏｎｉｃｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ１ 引言永磁电机具有高功率密度、高功率因数、高效率、体积小、宽运行范围等优点，其转子为永磁体励磁无转子励磁损耗，并且永磁体励磁的永磁电机的结构简单，电机的加工装配费用也有所降低。
采用分数槽绕组降低永磁同步电机齿槽转矩 的研究
采用分数槽绕组降低永磁同步电机齿槽转矩的研究全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：随着永磁同步电机在工业生产中的广泛应用，对其性能的要求也越来越高。
其中一项重要的性能指标就是转矩的平稳性。
在永磁同步电机中，齿槽对转子的永磁材料的分布造成了一定的影响，容易引起转子的转矩波动，影响机器的运行效率和稳定性。
研究如何降低永磁同步电机的齿槽转矩成为了当前的研究热点之一。
一种常见的方法是采用分数槽绕组。
分数槽绕组是指在电机的定子绕组中采用非整数槽数的设计。
相对于传统的整数槽绕组，分数槽绕组能够减少齿槽对永磁体的搅动力，降低齿槽转矩，提高永磁同步电机的运行平稳性。
本文将围绕着采用分数槽绕组降低永磁同步电机齿槽转矩的研究展开探讨。
我们将介绍永磁同步电机齿槽转矩的形成原因。
在永磁同步电机中，齿槽的存在会导致定子绕组中的磁场分布不均匀，使得永磁体受到不同方向的磁场作用力而产生转矩波动。
尤其是在高速运行时，齿槽转矩的影响更加显著，容易导致电机的振动和噪音增大。
接着，我们将介绍采用分数槽绕组设计永磁同步电机的方法。
首先是确定分数槽数的大小和设计方案，根据电机的具体要求和运行条件来选择合适的分数槽数设计方案。
然后是进行电磁场分析和磁场优化设计，确保绕组设计能够有效地降低齿槽转矩。
最后是进行电机的制造和试验验证，验证分数槽绕组设计的有效性和性能表现。
我们将总结本文的研究成果，并展望未来的研究方向。
通过采用分数槽绕组设计降低永磁同步电机齿槽转矩的研究，可以有效提高电机的性能和稳定性，促进永磁同步电机的应用和发展。
未来的研究方向可以包括优化分数槽绕组设计，进一步降低齿槽转矩；研究分数槽绕组在其他类型电机中的应用，扩大其在电机领域的适用范围。
采用分数槽绕组能够有效降低永磁同步电机齿槽转矩，提高电机的性能和稳定性。
通过本文的研究，可以为永磁同步电机的设计和制造提供重要的参考和指导，推动永磁同步电机技术的进步和发展。
希望本文的研究成果能够为相关领域的研究人员和工程师提供有益的启示和帮助。
多相分数槽集中绕组表贴式永磁同步电机的端部效应
多相分数槽集中绕组表贴式永磁同步电机的端部效应多相分数槽集中绕组表贴式永磁同步电机的端部效应序言：在当今的工业领域中，电机是一种至关重要的设备。
而永磁同步电机，作为一种具有高效性和高功率密度的电机类型，近年来受到了越来越多的关注。
而其中，多相分数槽集中绕组表贴式永磁同步电机是一种新型的设计，并且在其应用过程中，端部效应也是一个需要关注的重要指标。
本文将会对多相分数槽集中绕组表贴式永磁同步电机的端部效应进行深入探讨，并且分享一些个人的观点和理解。
一、多相分数槽集中绕组表贴式永磁同步电机的概述多相分数槽集中绕组表贴式永磁同步电机是一种新型的永磁同步电机设计。
它的绕组被分布在永磁体和定子之间的隙间，形成了一种集中的绕组结构。
相较于传统的绕组设计，这种结构能够提供更高的磁场能量，并且在功率密度、绕组电阻、功率因数等方面也有一定的优势。
二、端部效应的定义和原理端部效应是指在电机设计中由于绕组布置和磁场影响导致的电机性能偏差。
在多相分数槽集中绕组表贴式永磁同步电机中，端部效应主要表现在磁场分布不均匀，从而导致电机功率密度下降和敏感度增加的现象。
这主要由于绕组的布置导致绕组的磁场在靠近端部时会受到更大的影响，从而引起了端部效应。
三、多相分数槽集中绕组表贴式永磁同步电机的端部效应对性能的影响1. 功率密度降低：端部效应会导致磁场在端部处不均匀分布，从而使电机的磁场能量减少。
这将导致电机的功率密度下降，即相同体积下的电机输出功率减少。
2. 敏感度增加：由于磁场分布的不均匀性，电机对外界的扰动和变化更为敏感。
这将导致电机对负载和电网的变化更加敏感，从而降低了电机的稳定性和可靠性。
四、改善多相分数槽集中绕组表贴式永磁同步电机端部效应的方法1. 绕组设计优化：通过优化绕组的布置方式，如增加绕组层数、调整绕组的厚度等，可以改善磁场在端部处的分布，并减小端部效应的影响。
2. 磁场补偿技术：通过在电机结构中引入磁场补偿装置，可以调整磁场在端部的分布，从而减小端部效应对电机性能的影响。
永磁同步电机分数槽集中绕组的槽极数配合及磁动势
永磁同步电机分数槽集中绕组的槽极数配合及磁动势1. 什么是永磁同步电机分数槽集中绕组？永磁同步电机分数槽集中绕组是一种将若干个定子导线集中入一个槽中，然后将这些导线按照槽数分配到不同的槽中，这样做的目的是为了提高导线槽填充因数和绕组长度，以减小电阻。
2. 什么是槽极数配合？槽极数配合是指将定子上的槽数与转子上的磁极数配合，使得在工作过程中磁场的旋转速度与电磁动势频率之间有一个固定的比例关系，这个比例关系叫做同步速度。
3. 槽极数配合的作用是什么？槽极数配合是决定永磁同步电机转速的重要参数。
正确的槽极数配合可以使永磁同步电机在各种负载下都能保持稳定的运行状态，同时还能最大限度的提高电机的效率和功率密度。
4. 永磁同步电机分数槽集中绕组如何实现槽极数配合？永磁同步电机分数槽集中绕组是通过将定子槽数与转子磁极数之间的比例进行调整，从而实现槽极数配合的。
在具体操作上，需要根据电机转速、电源电压、电机功率等要素来确定槽极数的比例关系，并进行相应的绕组设计和改进。
5. 什么是磁动势？磁动势是由电流通过电机绕组而产生的磁场所引起的磁场强度。
在永磁同步电机中，磁动势源来自永磁体和定子绕组中的电流，其作用是使转子上的磁极在不断的旋转，从而带动电机的运转。
6. 永磁同步电机分数槽集中绕组如何优化磁动势？永磁同步电机分数槽集中绕组可以通过增加定子导线数量和改善线圈形状来优化磁动势。
具体来说，可以采用导线层间并联、加深槽底、改变导线截面积和方向等方法来优化电机的绕组设计。
7. 最后，永磁同步电机分数槽集中绕组的应用领域有哪些？永磁同步电机分数槽集中绕组广泛应用于工业自动化、电力变频调速、机床制造等领域。
由于其具有高效节能、响应速度快、体积小等特点，因此越来越受到人们的关注和使用。
分数槽集中绕组永磁同步电机的若干问题研究
分数槽集中绕组永磁同步电机的若干问题研究分数槽集中绕组永磁同步电机的若干问题研究随着能源需求的不断增加和环境保护意识的增强，高效、节能的电机技术得到了广泛的关注和研究。
分数槽集中绕组永磁同步电机作为一种新型的电动机技术，具有高效率、高功率密度、低噪声等优点，被广泛应用于各个领域。
然而，分数槽集中绕组永磁同步电机在实际应用中仍然存在一些问题，需要进一步研究和解决。
本文将对分数槽集中绕组永磁同步电机的若干问题进行探讨和研究。
首先，分数槽集中绕组永磁同步电机的磁场调制问题是一个重要的研究方向。
磁场调制技术可以改善电机的动态性能和稳态性能，提高电机的效率和输出功率。
目前，磁场调制技术主要包括空间矢量调制和直接调制两种。
空间矢量调制技术通过改变电机相电流的大小和相位来调节磁场，在实际应用中具有较好的成都拓扑结构和控制算法的选择需要根据具体的应用需求进行研究和优化。
其次，分数槽集中绕组永磁同步电机的热管理问题也是一个亟待解决的问题。
由于电机工作时会产生大量的热量，如果不能有效地进行热管理，将会导致电机的温升过高，进而影响电机的性能和寿命。
目前，常用的热管理方法包括风冷、水冷和液体冷却。
另外，分数槽集中绕组永磁同步电机的电磁噪声问题也需要重视和解决。
电机在运行过程中会产生噪声，对于某些应用场景来说，噪声的控制是极为重要的。
降低电磁噪声的方法主要包括磁路优化、采用低噪声材料和降低电机的电流谐波等。
此外，分数槽集中绕组永磁同步电机的故障检测和诊断问题也是研究的热点之一。
电机故障的发生对电机的正常运行造成了威胁，因此能够及时准确地检测和诊断电机故障对于电机的可靠运行至关重要。
目前，常用的故障检测和诊断方法主要包括电流特征分析和振动分析等。
综上所述，分数槽集中绕组永磁同步电机作为一种先进的电动机技术，已经在各个领域得到了广泛的应用。
然而，仍然存在一些问题需要进一步研究和解决。
针对这些问题，研究人员可以通过优化磁场调制技术、改善热管理方法、降低电磁噪声和发展故障检测和诊断技术等方面进行研究，以进一步提高分数槽集中绕组永磁同步电机的性能和应用范围综合来看，分数槽集中绕组永磁同步电机作为一种先进的电动机技术，在各个领域得到了广泛的应用。
分数槽集中绕组高效内置式永磁同步电机研究
ＺＨＥＮＧ Ｊｕｎｈｏｎｇꎬ ＳＵＮ Ｇｕｏｗｅｉꎬ ＣＨＥＮ Ｈａｎｘｉ ( Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｍｅｉｚｈｉ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ Ｃｏ. ꎬ Ｌｔｄ. ꎬ ｓｈｕｎｄｅ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５２８３３３ꎬ Ｃｈｉｎａ)
收稿日期: ２０１８ ０６ ０７ꎬ 修回日期: ２０１８ ０８ ０１ 作者简介: 郑军洪(１９８７) ꎬ 男ꎬ 工学硕士ꎬ 研究方向为电机研发与设计ꎮ
Hale Waihona Puke ������１８ ������
占有优势ꎮ 文献 [１] 中ꎬ 对集中绕组的绕组系数、 转子涡流损耗进行了研究ꎬ 高绕组系数槽极配合有 １２ 槽 １０ 极ꎮ 文献[２] 中ꎬ 对 １２ 槽 ８ 极和 １２ 槽 １０ 极 进行了空载反电势、 转矩脉动、 齿槽转矩指标的仿 真比较ꎮ 文献[３ － ４] 中ꎬ 对 １２ 槽 １０ 极星 － 三角混 合绕组进行了研究ꎬ 星 － 三角混合绕组相比星型绕 组ꎬ 绕组系数提高ꎬ 低次磁动势谐波降低ꎬ 磁铁涡 流损耗降低ꎬ 电机性能提高ꎬ 但无实验验证ꎮ 文献 [５]中ꎬ 对集中绕组不同槽极配合的振动进行了研 究ꎬ 采用有限元计算了径向电磁力和定子模态ꎬ 但 无实验对比ꎮ 现有文献资料对集中绕组不同槽极配 合的电机效率、 振动方面进行了描述ꎬ 很少有理论 对比实验的详细结果[１ －５] ꎮ
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｉｔ ｉｓ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｔｈｉｎｇｓ ｔｏ ｓｅｌｅｃｔ ｐｒｏｐｅｒ ｐｏｌｅ ｓｌｏｔ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍｏｔｏｒ. Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄꎬ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｏｌｅ － ｓｌｏｔ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ ｓｌｏｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ ｗｉｎｄｉｎｇ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍｏｔｏｒ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄꎬ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ １２ ｓｌｏｔ ８ ｐｏｌｅꎬ １２ ｓｌｏｔ １０ ｐｏｌｅ ｓｔａｒ ｗｉｎｄｉｎｇ ａｎｄ ｓｔａｒ￣ｄｅｌｔａ ｗｉｎｄｉｎｇ. Ｔｈｅ ｍｏｔｏｒ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ￣ｒｅｌａｔｅｄ ｆａｃｔｏｒｓꎬ ｗｈｉｃｈ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｗｉｎｄｉｎｇ ｆａｃｔｏｒꎬ ＴＨＤ ｏｆ ｗｉｎｄｉｎｇ ＥＭＦꎬ ｒｏｔｏｒ ｅｄｄｙ ｃｕｒｒｅｎｔ ｌｏｓｓ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ. Ｍｏ￣ ｒｅｏｖｅｒꎬ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｍｏｔｏｒ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｗａｓ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ. Ｉｔ ｗａｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ １２ ｓｌｏｔ １０ ｐｏｌｅ ｍｏｔｏｒ ｗｉｔｈ ｓｔａｒ － ｄｅｌｔａ ｗｉｎｄｉｎｇ ｈａｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｍｏｔｏｒ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ. Ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｓｔａｔｏｒ ｍｏｄａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｗａｓ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅｄ ｏｆ ｒｅｓｏｎａｎｃｅꎬ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ １２ ｓｌｏｔ １０ ｐｏｌｅ ｍｏ￣ ｔｏｒ ｗｉｔｈ ｓｔａｒ － ｄｅｌｔａ ｗｉｎｄｉｎｇ ｈａｓ ｈｉｇｈｅｒ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ. Ｔｈｅ ｍｏｔｏｒ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｗａｓ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｓｅｔｕｐ ｔｈｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍｏｔｏｒ ｄｅｓｉｇｎ. Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ｉｎｔｅｒｉｏｒ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｍｏｔｏｒꎻ ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ￣ｓｌｏｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ ｗｉｎｄｉｎｇꎻ ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｍｏｔｏｒꎻ ｓｔａｒ ｄｅｌｔａ ｍｉｘｅｄ ｗｉｎｄｉｎｇꎻ Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ
永磁同步电机转子涡流损耗计算的实验验证方法_徐永向
2007年7 月电工技术学报Vol.22 No.7 第22卷第7期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Jul. 2007永磁同步电机转子涡流损耗计算的实验验证方法徐永向胡建辉胡任之邹继斌（哈尔滨工业大学电气工程与自动化学院哈尔滨 150001）摘要表贴式永磁同步电机转子涡流损耗的计算受到很多学者的关注。
但由于转子涡流损耗测量困难，目前还没有一种准确的实验验证方法。
本文提出一种能分离出电机基本损耗、高频铜损和高频铁损的实验验证方法，对该验证方法的原理和实施方法进行了分析，并以一高速永磁同步电机的转子损耗测试为例，对永磁同步电机的高频损耗进行了测试和分析。
实验结果表明，该验证方法能准确反映转子涡流损耗规律。
关键词：永磁同步电机转子涡流损耗实验验证中图分类号：TM351An Experimental Verification Method of Calculation for Rotor EddyCurrent Losses in PMSMsXu Yongxiang Hu Jianhui Hu Renzhi Zou Jibin（Harbin Institute of Technology Harbin 150001 China）Abstract Calculation of rotor eddy current losses of surface-mounted permanent magnet synchronous machines (PMSM) has attracted the attention of many scholars. Because it is difficult to measure the rotor eddy current losses, there is no appropriate experimental verification method for the calculation method. An experimental verification method is presented, in which the rotor eddy current losses are separated from the fundamental losses and the high-frequency stator core losses and winding resistance losses. The principle and implementation are analyzed in this paper. The method is applied in rotor eddy current losses test of a high-speed PMSM. And the high-frequency losses are measured and analyzed. Experimental results show that results with this method accord with the rule of the rotor eddy current losses.Keywords：PMSM, rotor eddy current losses, experimental verification1引言在表贴式永磁同步电机中，由于转子与定子磁场同步旋转，常忽略转子中的涡流损耗。
表贴式永磁同步电机齿槽转矩削弱方法研究
表贴式永磁同步电机齿槽转矩削弱方法研究一、引言表贴式永磁同步电机在许多领域都有广泛的应用，但其齿槽转矩问题一直是影响电机性能的关键因素。
本文将研究表贴式永磁同步电机的齿槽转矩产生机理，分析其对电机性能的影响，并提出传统和新型的齿槽转矩削弱方法，最后进行实验验证和结果分析。
二、齿槽转矩产生机理齿槽转矩是表贴式永磁同步电机的一个重要问题，它是由电机齿槽结构引起的。
当电机转动时，永磁体与定子齿槽之间的相互作用会产生齿槽转矩。
这种转矩会导致电机转动不平稳，产生振动和噪声，影响电机的性能。
三、齿槽转矩对电机性能的影响齿槽转矩对电机性能的影响主要表现在以下几个方面：1.振动和噪声：齿槽转矩会导致电机转动不平稳，产生振动和噪声，影响电机的舒适性和可靠性。
2.效率：齿槽转矩的存在会降低电机的效率，增加电机的能耗。
3.可靠性：齿槽转矩会加速电机的磨损和老化，降低电机的可靠性。
四、传统齿槽转矩削弱方法为了削弱齿槽转矩，传统的方法主要有以下几种：1.改变定子齿槽形状：通过改变定子齿槽的形状，可以改变永磁体与定子齿槽之间的相互作用，从而削弱齿槽转矩。
2.改变永磁体形状：通过改变永磁体的形状，可以改变永磁体与定子齿槽之间的相互作用，从而削弱齿槽转矩。
3.采用斜极结构：采用斜极结构可以改变永磁体与定子齿槽之间的相互作用，从而削弱齿槽转矩。
五、新型齿槽转矩削弱方法随着科技的发展，新型的齿槽转矩削弱方法不断涌现。
以下是一些新型的齿槽转矩削弱方法：1.采用高性能永磁材料：采用高性能永磁材料可以增加永磁体的磁能积，从而减小齿槽转矩。
2.采用先进的控制策略：通过采用先进的控制策略，可以优化电机的运行状态，从而减小齿槽转矩。
3.采用无传感器技术：通过采用无传感器技术，可以实时监测电机的运行状态，从而及时调整控制策略，减小齿槽转矩。
六、实验验证与结果分析为了验证上述方法的有效性，我们进行了实验验证。
实验结果表明，传统的方法和新型的方法都可以有效地削弱齿槽转矩。
表贴式永磁同步电机转子涡流损耗解析计算
表贴式永磁同步电机转子涡流损耗解析计算
徐永向;胡建辉;邹继斌
【期刊名称】《电机与控制学报》
【年(卷),期】2009(013)001
【摘要】针对谐波电流引起的转子涡流损耗在某些表贴式永磁同步电机中可能会引起很高的温升的问题,研究了一种永磁同步电机转子涡流损耗的解析计算方法,该方法考虑了转子电枢反应和电机有限长的影响.在二维直角坐标系下,建立电磁场方程,通过对电磁场方程的解析求解得到转子涡流损耗的解析表达式.通过一个端部系数来等效电机有限长的影响.针对转子涡流损耗测量困难的问题,采用了一种能准确分离出转子涡流损耗的间接测量方法.实验结果表明所提出的解析计算方法可行.【总页数】5页(P63-66,72)
【作者】徐永向;胡建辉;邹继斌
【作者单位】哈尔滨工业大学,电气工程及自动化学院,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学,电气工程及自动化学院,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学,电气工程及自动化学院,黑龙江,哈尔滨,150001
【正文语种】中文
【中图分类】TM351
【相关文献】
1.汽轮发电机转子护环涡流损耗的解析计算 [J], 毛丽青;刘庆河
2.汽轮发电机转子护环涡流损耗的解析计算 [J], 刘丹;张树波;刘庆河
3.基于齿槽效应的高速永磁电机转子涡流损耗解析计算 [J], 孙权贵;邓智泉;张忠明
4.表贴式永磁同步电机空载磁场的解析计算 [J], 吴鑫; 周扬忠; 庄恒泉; 陈垚
5.高速永磁电机转子涡流损耗解析计算 [J], 徐广人;万德鑫;张超;王晓宇
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表贴式永磁同步电机齿槽转矩削弱方法研究
表贴式永磁同步电机齿槽转矩削弱方法研究永磁同步电机作为一种新型高效率的电动机，广泛应用于工业生产中。
然而，由于其电磁转矩常数较大，当永磁同步电机在启停、转速增减、负载变化等情况下，其转矩剧烈变化，容易产生振动和噪音，降低系统的稳定性和舒适性。
因此，研究永磁同步电机齿槽转矩削弱方法具有重要的实际意义。
永磁同步电机中的齿槽转矩主要源于电磁设计的不合理以及齿槽间隙不均匀等原因。
为了减小齿槽转矩的影响，研究人员提出了多种方法来削弱齿槽转矩。
首先，通过改变永磁同步电机的电磁设计，可以有效降低齿槽转矩。
通常情况下，增加电机的极对数可以减小齿槽内的磁场不均匀度，从而降低齿槽转矩。
同时，优化磁环的形状和参数，使得磁场分布更加均匀，也可以减小齿槽转矩的影响。
其次，加强永磁同步电机的控制策略也是削弱齿槽转矩的有效方法之一。
通过合理的电机控制策略可以实现转矩平滑的输出。
例如，采用矢量控制策略可以实时调节电机的电流和转速，使得转矩的波动变得较小。
此外，还可以采用预测控制策略，根据负载的变化预测电机的输出转矩，提前进行控制，从而降低齿槽转矩的影响。
另外，改变永磁同步电机的结构和设计也是降低齿槽转矩的有效方法。
例如，增加电机的齿数可以减小齿槽转矩的大小，但同时也会增加电机的体积和重量。
此外，采用断裂槽结构设计可以使得转矩变化更加平滑，减小齿槽转矩的影响。
值得注意的是，以上方法虽然在不同程度上能够削弱齿槽转矩，但也会对永磁同步电机的性能产生一定的影响。
因此，在实际应用中需综合考虑电机的性能要求和转矩削弱效果，选择合适的方法。
总的来说，永磁同步电机齿槽转矩削弱方法的研究对于提高电机的稳定性和舒适性具有重要的意义。
通过改变电磁设计、加强控制策略以及调整电机结构等途径，可有效减小齿槽转矩对电机的影响。
未来，随着科技的不断发展，这一领域的研究将会取得更大的突破，为永磁同步电机的应用提供更多的选择和优化方案。
永磁同步电机转矩损耗
永磁同步电机转矩损耗
永磁同步电机转矩损耗是指在电机运行过程中由于摩擦、电磁感应、铁心损耗等原因导致能量转换不完全而产生的损耗。
具体来说，永磁同步电机转矩损耗主要包括以下几个方面：
1.摩擦损耗：在电机运转时，由于机械部件之间的摩擦作用，会产生一定的能量损耗。
2.铁损耗：由于电机铁芯在交变磁场作用下产生涡流和磁滞损耗，会导致一定的能量转换损耗。
3.电磁感应损耗：在电机工作时，由于电流和磁场的相互作用会产生涡流损耗和焦耳热损耗。
4.轴承摩擦损耗：电机转子轴承的摩擦也会导致一定的能量损耗。
为了降低永磁同步电机的转矩损耗，可以采取一系列措施，包括：
1.优化电机设计，降低摩擦和转子损耗；
2.选用低损耗的材料，减少铁心损耗；
3.优化电机控制系统，提高电机的效率和功率因数；
4.采用先进的轴承技术和润滑系统，降低轴承摩擦损耗。
通过这些措施，可以有效降低永磁同步电机的转矩损耗，提高电机的效率和性能。
1/ 1。
采用分数槽绕组降低永磁同步电机齿槽转矩 的研究
采用分数槽绕组降低永磁同步电机齿槽转矩的研究采用分数槽绕组降低永磁同步电机齿槽转矩的研究主要涉及电机设计和制造领域。
齿槽转矩是电机中一个重要的参数，它指的是电机在转动过程中，由于齿槽配合不当而产生的周期性变化的转矩。
这种转矩会导致电机运行不稳定，产生振动和噪声，影响电机的性能。
分数槽绕组是一种有效的降低齿槽转矩的方法。
通过采用分数槽绕组，可以改变电机的磁极分布，优化齿槽配合，从而降低齿槽转矩。
这种方法的实现需要深入研究和精确计算，以确保达到最佳效果。
具体的研究内容包括：
1. 理论分析：研究分数槽绕组对齿槽转矩的影响机制，建立相关的数学模型，为优化设计提供理论依据。
2. 仿真分析：利用电磁场仿真软件，模拟不同分数槽绕组情况下电机的电磁场分布和齿槽转矩变化，以指导实际应用。
3. 实验验证：制作样机，进行实验测试，验证分数槽绕组降低齿槽转矩的效果。
4. 参数优化：根据实验结果，不断调整分数槽绕组的参数，如极弧系数、槽数等，以找到最优的设计方案。
5. 技术推广：将研究成果应用于实际生产中，提高永磁同步电机的性能和稳定性。
通过这些研究，可以进一步优化电机的设计和制造过程，提高电机的性能和可靠性，推动电机技术的发展和应用。
永磁同步电机中分数槽较整数槽优点
永磁同步电机中分数槽较整数槽优点
根据每极每相分配的槽数q值的不同，可以将电机分为整数槽和分数槽。
相对于整数槽，分数槽具有⼀些优点：
1.分数槽可以有效的削弱转⼦永磁磁场感应出的齿槽转矩；
齿槽转矩越⼩越好，通常设计中齿槽转矩频率选择槽数Z和极数2P的最⼩公倍数。
2.分数槽能够有效的提⾼每极每相的等效槽数。
当每极每相等效的槽数越多，代表分布性能越好，电机波形越接近正弦。
也就是说与整数槽电机相⽐，分数槽电机就是采⽤较少的槽数来获取与槽数很多的整数槽绕组⼀样的分布性能。
3.分数槽能有效的削弱由于⽓隙磁导变化⽽引起的每极磁通脉振动，从⽽减⼩脉振幅值，可以看出分数槽绕组有利于改善电动势波形和降低脉振损耗。
4.槽少从⽽有较好的⼯艺性。
不同层数集中绕组永磁电机转子损耗研究
第 ５２卷 第 １０期 ２０１９年 １０月
ＭＩＣＲＯＭＯＴＯＲＳ
Ｖｏｌ５２．Ｎｏ１０ Ｏｃｔ２０１９
不同层数集中绕组永磁电机转子损耗研究
刘福贵１，２，杨 凯１，２，赵志刚１，２，郭 莹１，２，刘 佳１，２，尹赛宁１，２
（１省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室，天津 ３００１３２； ２河北省电磁场与电器可靠性重点实验，天津 ３００１３２）
２ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＦｉｅｌｄａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＡｐｐａｒａｔｕｓＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆ ＨｅｂｅｉＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００１３２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｅｔｏｔｈｅｐｏｏｒｈｅａｔｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｏｔｏｒ，ｅｘｃｅｓｓｉｖｅｒｏｔｏｒｌｏｓｓｗｉｌｌｌｅａｄｔｏｉｒｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ ｔｈｅｒｍａｌｄｅｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎｏｆｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｓ．Ｔｈｅｒｏｔｏｒｌｏｓｓｅｓｏｆａ３６ｓｌｏｔ４２ｐｏｌｅｓｕｒｆａｃｅｍｏｕｎｔｅｄｆｒａｃ ｔｉｏｎａｌｓｌｏｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄｗｉｎｄｉｎｇｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｍｏｔｏｒｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌａｙｅｒｓｕｎｄｅｒｏｐｔｉｍａｌｃｕｒｒｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌ ｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅＭａｘｗｅｌｌ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌｓｅｇ ｍｅｎｔｏｆｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔａｎｄｔｈｅｓｌｏｔｔｉｎｇｏｆｄｑａｘｉｓｏｎｔｈｅｒｏｔｏｒｌｏｓｓａｔｔｈｅｍａｘｉｍｕｍ ｓｐｅｅｄｏｆ６０００ｒ／ｍｉｎ ｗａｓａｌｓｏｓｔｕｄｉｅｄ．Ｉｔｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｗｉｎｄｉｎｇｌａｙｅｒｓ，ｔｈｅｒｏｔｏｒｌｏｓｓｄｅｃｒｅａｓｅｓ，ｂｕｔｔｈｅｏｕｔｐｕｔ ｏｆｔｈｅｍｏｔｏｒｄｅｃｒｅａｓｅｓ；ａｎｄｔｈｅｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌｓｅｇｍｅｎｔｏｆｔｈｅｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｉｓｍｏｒｅｃｏｎｄｕｃｉｖｅｔｏｒｅｄｕｃ ｉｎｇｔｈｅｒｏｔｏｒｌｏｓｓｔｈａｎｔｈｅｓｌｏｔｔｉｎｇｏｆｔｈｅｄｑａｘｉｓｏｆｔｈｅｒｏｔｏｒ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｒａｃｔｉｏｎａｌｓｌｏｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄｗｉｎｄｉｎｇ；ｓｕｒｆａｃｅｍｏｕｎｔｅｄｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｍｏｔｏｒ；ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ；ｒｏｔｏｒｌｏｓｓｅｓ
分数槽集中绕组高速永磁同步电机的
分数槽集中绕组高速永磁同步电机的
分数槽集中绕组高速永磁同步电机是一种在电动汽车和工业应
用中广泛使用的电机类型。
它采用分数槽绕组设计，这意味着每个
极对应的槽数不是整数倍关系，这有助于减小电机的谐波含量，降
低电机的噪音和振动。
分数槽绕组还有助于提高电机的效率和降低
铜损耗。
而高速永磁同步电机则是指转速较高的永磁同步电机，通
常用于需要高功率密度和高效率的应用中。
这种类型的电机具有许多优点，例如高功率密度、高效率、快
速响应、良好的动态特性和较小的尺寸和重量。
它们通常被广泛应
用于电动汽车、混合动力车辆、风力发电机、工业驱动以及其他需
要高性能电机的领域。
在设计和制造分数槽集中绕组高速永磁同步电机时，需要考虑
多个因素，包括电机的功率需求、转速范围、工作温度、材料选择、绕组设计、磁路设计等。
此外，还需要考虑电机的控制系统，以确
保电机能够稳定、高效地运行。
总的来说，分数槽集中绕组高速永磁同步电机是一种在现代电
动化应用中具有重要意义的电机类型，它的设计和制造涉及多个复
杂的工程和技术问题，但它的高性能和高效率使其成为许多应用中的理想选择。
永磁同步电机不同工况下定转子铁耗分析_王鹏
析由驱动器谐波引入的铁耗时，若仍然沿用低频率时
的铁耗拟合参数则会引起计算结果不准确。本文采用
硅钢片厂商提供的铁耗低频及高频的曲线，分别拟合
出 2 套损耗系数，分别用于低频（2 kHz 以下）及高频
（2 kHz 以上）的铁耗计算，以保证有较高的计算精度。
磁通密度为正弦时，B( )=Bmsin( )，代入式（4）、式 （5 ）求得涡流损耗为
Iron Loss Analysis of PMSM in Different Driving Conditions
WANG Peng 1, CHEN Yang-sheng1, CHEN Zhi-chu 2
(1.College of Electrical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang 310027, China; 2. Technology Center, Zhuzhou CSR Times Electric Co., Ltd., Zhuzhou, Hunan 412001, China)
对该电机铁心上的典型部位 a 、b ，二维时步有限 元计算后可获得磁密变化波形见图4~ 图7。
图 4 定子 a 点不同工况下的磁密分量波形
直驱式分数槽集中绕组永磁同步风力发电机永磁体涡流损耗解析计算_沈世林
为使电机获得较大的绕组系数分数槽集中绕组单 元电机的定子槽数 Z0 为奇数，Z0 与永磁转子极对数 p0 之间满足[14] （1） Z 0 2 p0 1 若定子槽数 Z0 为偶数，Z0 与 p0 之间满足
Z 0 2 p0 2
（2）
永磁磁动势产生涡流损耗原理 计算永磁磁动势产生的气隙磁场时， 将永磁体等效 成具有恒定内磁导的磁动势源。 永磁体在气隙处仅会产 生 =(2k－1)（k=1, 2, …）次的空间磁动势，该磁动势 与转子同步运动，线速度为 R p 。 永磁谐波磁动势作用于磁路建立相应的永磁气隙 磁场，磁路总磁导由气隙磁导、永磁体内磁导和槽内磁 导组成。图 1 所示磁路的总比磁导 λδ 的傅里叶级数表 达式为[15]
10
直驱式分数槽集中绕组永磁同步风力发电机永磁体涡流损耗解析计算
2014.№6
损耗与各种影响因素之间的关系。 在设计分析电机永磁体涡流损耗也可用时步法有 限元进行计算，但是计算大型电机涡流损耗，需对电机 进行精密剖分，计算时间长。当研究永磁体涡流损耗与 电机参数关系时需重新建立电机模型，重新进行计算， 分析效率低。 使用解析法可直观了解永磁体涡流损耗与 电机参数关系，提高电机设计效率。本文从转子气隙磁 场分布入手，分析永磁体产生涡流损耗的原因，推导永 磁体涡流损耗的解析计算方法， 并用有限元软件对解析 计算方法进行仿真验证。
兆瓦级直驱式风力发电机通常采用定子槽数比电 机极数多的配合形式。发电机的转子直径大、极数多， 为了简化物理和数学模型， 以下可以近似地在二维直角 坐标系下讨论永磁电机永磁转子涡流损耗。 图 1 为定转 子在二维直角坐标系下几何尺寸示意图。 永磁体中磁场变化感生的电场会在其内部产生涡 流，同时出现集肤效应。电磁场在导体中透入深度为
表贴式永磁同步电机转子涡流损耗解析计算
直角坐标系下永磁同步电机的二维模型如图 1 所示 。考虑定 、 转子电流具有不同的角频率 , 在定子 和转子上分别建立坐标系统 。电磁场方程从定子侧 进行求解 , 并采用下列假设 : ① 定、 转子展开为半空 间的平面铁磁体 ; ② 定子绕组电流在定子和气隙交 界面处用正弦分布的面电流来表示 ; ③ 定子铁心的 磁导率μ 1 趋进于 ∞, 电导率为 0 ; ④不考虑转子铁 心的饱和与磁滞效应 , 转子永磁材料和轭部材料的
收稿日期 : 2008 - 05 - 01 基金项目 : 中国博士后科学基金资助项目 ( 20060400817) ; 哈尔滨工业大学优秀青年教师培养计划资助项目 ( H ITQNJS. 2007. 020) ;“ 八六三 ” 计划资助项目 ( 2007AA09Z214) 作者简介 : 徐永向 ( 1977 - ) ,男 ,博士 ,副教授 ,研究方向为永磁电机设计与控制 ; 胡建辉 ( 1775 - ) ,男 ,博士 ,讲师 ,研究方向为无刷直流电机与控制 ; 邹继斌 ( 1957 - ) ,男 ,博士 ,教授 ,博士生导师 ,研究方向为一体化电机 。
(哈尔滨工业大学 电气工程及自动化学院 ,黑龙江 哈尔滨 150001 )
摘 要 : 针对谐波电流引起的转子涡流损耗在某些表贴式永磁同步电机中可能会引起很高的温升 的问题 ,研究了一种永磁同步电机转子涡流损耗的解析计算方法 ,该方法考虑了转子电枢反应和电 机有限长的影响 。在二维直角坐标系下 ,建立电磁场方程 ,通过对电磁场方程的解析求解得到转子 涡流损耗的解析表达式 。通过一个端部系数来等效电机有限长的影响 。针对转子涡流损耗测量困 难的问题 ,采用了一种能准确分离出转子涡流损耗的间接测量方法 。实验结果表明所提出的解析 计算方法可行 。 关键词 : 表贴式永磁同步电机 ; 涡流损耗 ; 解析计算 ; 谐波电流
直驱式分数槽集中绕组永磁同步风力发电机永磁体涡流损耗解析计算
直驱式分数槽集中绕组永磁同步风力发电机永磁体涡流损耗解
析计算
沈世林;陈益广
【期刊名称】《大电机技术》
【年(卷),期】2014(000)006
【摘要】永磁同步电机永磁磁动势和电枢反应磁动势作用于磁路在气隙处除产生基波磁场外,还产生各种谐波磁场.气隙处各种谐波磁场相对于永磁体转速不同,相对转速不为零的谐波磁场会在永磁体内部感应出电场产生涡流损耗,引起永磁体发热甚至去磁.从产生涡流损耗原因入手,在二维直角坐标系下建立电磁场方程,得出了永磁体涡流损耗的解析解,并分析涡流损耗与电机参数的关系.对一种直驱式表贴永磁同步风力发电机进行了解析计算,并利用有限元进行了仿真分析,仿真结果表明此方法可行.
【总页数】6页(P9-14)
【作者】沈世林;陈益广
【作者单位】智能电网教育部重点实验室(天津大学),天津300072;智能电网教育部重点实验室(天津大学),天津300072
【正文语种】中文
【中图分类】TM315
【相关文献】
1.分数槽集中绕组永磁同步直线电机磁场解析计算 [J], 许孝卓;汪旭东;封海潮;王培龙;司纪凯
2.分数槽集中绕组嵌入式永磁同步电机设计 [J], 王玉彬;孙建鑫
3.考虑开槽的分数槽集中绕组永磁同步电机电枢反应磁场解析计算 [J], 林福;左曙光;马琮淦;谭钦文
4.分数槽集中绕组高效内置式永磁同步电机研究 [J], 郑军洪;孙国伟;陈汉锡
5.永磁体层数与定子槽数对内置式分数槽集中绕组永磁电机性能的影响分析 [J], 王艾萌; 魏胜军
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研究与设计I EMCA違权控刹名阄2019,46 (2)分数槽集中绕组表贴式永磁同步电机转子损耗刘福贵！2，杨凯1，赵志刚！2，郭莹1，刘佳1，尹赛宁1[!省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室（河北工业大学），天津30〇130;2.河北省电磁场与电器可靠性重点实验室（河北工业大学），天津300130]摘要：针对损耗模型很难准确地计算转子损耗且三维有限元方法占用大量时间的问题，基于二维运动 瞬态有限元法，研究了1台36 42 数磁电机转和弱磁区以最大转矩运行时的转子损耗，并且研究了高速工况磁向数量、以及对永磁体损耗的&研究，转速区间永磁体损耗占转子总损耗的90%以上;转于1500 r/m in时，转子磁滞损耗高于损耗，高于1500 r/m in时损耗高于磁滞损耗。
永磁能磁损耗;工况，永磁损耗有（增大然能磁体损耗，并;同时，和电生，并电机的运行性能。
关键词：永磁电机"分数槽集中绕组"转子损耗；最大转矩运行"二维运动瞬态有限元法中图分类号：TM 351 文献标志码！A 文章编号：1673-6540(2019)02-0052-05R o t o r L o s s o f S u r f a c e P e r m a n e n t M a g n e t S y n c h r o n o u s M o t o r w i t hF r a c t i o n a l-S l o t C o n c e n t r a t e d W i n d i n g s*2，GU0 Ying1，LIU Jia1，YIN Saining12，YAN G Kai1，ZHAO Zhigang1，LIU Fugui1，)1. State K ey Laboratory o f R e lia b ility and In te llig e n ce o f E le ctrica l E q u ipm en t(H e be i U niversity o f T e c h n o lo g y)，T ia n jin300130，C h in a；2. K ey L aboratory o f E lectrom a g n etic F ield and E le ctrica l A pparatu s R e lia b ility o f H e b e i P ro v in ce(H e be i U niversity o f T e c h n o lo g y)，T ia n jin300130，C h in a]Abstract: Considering the dificulty to calculate rotor losses accurately by loss model and too much time by three-dimensional finite element method，the rotor loss of a 36 slots 42 poles single-layer surface permanent magnetsynchronous motor with fractional-slot concentrated winding was calculated based on the two-dimensional motiontransient finite element method operating at maximum torque both in constant torque region and in flux-weakeningregion. Additionally，the effects of the number of axial segments，slot width and air gap thickness on the loss ofpermanent magnets at high speed were investigated. It was shown that the magnet loss accounted f the total rotor loss in the whole speed range，the hysteresis loss of the rotor core was h when the speed was lower than 1500 r/min，and the eddy current loss was obviously higher than t when the speed was higher than 1500 r/min. The eddy current loss of the magnet could b segmenting the permanent magnet； changing slot width contributed nothing to magnet toss under load condition；increasing the air gap width had no obvious effect on reducing the loss of permanent magnet. M slot width and the thickness of the air gap would change the inductance and a Key words: permanent magnet motor; fractional-slot concentrated winding; rotor loss; operation under maximum torque; transient finite element method for two-dimensional motion*基金项目：国家自然科学基金项目（51677052)作者简介：刘福贵（1972—），男，博士，教授，研究方向为工程电磁场与磁技术。
杨凯（1992—），男，硕士研究生，研究方向为电机控制与损耗计算。
赵志刚（1981—），男，博士，副教授，研究方向为电工磁材料磁性能模拟与工程电磁场数值仿真及应用。
一 52 —唆机剎名阄2019,46 (2)研究与设计I EMCA〇引言数磁电机应用于船'电机、纯电动/混合动[1_4]。
然、高、低齿转矩以及的弱磁能，但定子磁动势的和高量转子生大量的损耗，且转子难，时磁磁[5]。
，研究转子损耗对于永磁电机的高效运行具有。
献[2]基于损耗模型研究了1磁电机的转子损耗，并将其与二维有限元计算结行对比。
研究表明，用模型计算的结i于有限元计算的结果，这由于损耗模型无法考虑非线性以及复杂的几何模型。
B ia n ch i [$]研究了磁动势空间对于转子损耗的影，转子损耗主要由磁动势的量生;通过进一步的研究，还当时也时，转子生更高的损耗[%]。
文献[8-9]基于三维有限元法研究了永磁，电机（P M S M)转子损耗，虽然能得到准确的结果，占用太多的资源和计算时间。
文献[10]研究电机工况下的损耗。
少有文献详细介绍电机的间以不同的控制方式运行时的损耗。
本文基于M o to r S o lv e二维运动瞬态有限元法研究了13642数P M S M转和弱磁区以最大转矩运行时的转子损耗，并析了高速工况、气及永磁向数对永磁体损耗的。
1表贴式P M S M最大转矩运行1.1 PMSM数学模型对于表贴式P M S M，由于永磁体的磁导率接近空气的磁导率，本质上属于隐极式同步电机，即！5=!6=!m。
在稳态工况下，忽略定子绕组的电阻时，表贴式P M S M在5-6旋转坐标系下的电压方程为[11]:ud-~ coL ia{ 5 :(1)[uq 8o"m+ c〇LJd式中"％5、%6--------5、g轴电压；!--------转子旋转的电角频率；L M—每相电感值；a d、'q-------5、q 轴电流；"m--------转子永磁体磁链；Ld、L q—5、^轴电感。
由于L5= L q，故表贴式P M S M不存在磁阻转矩分量，其电磁转矩表达式为；e=P"mhC0M#(2)式中"P—极对数；d—电流矢量的模；#—电流矢量d A g轴之间的夹角，称为电流超前角。
值得注意的是，式（1)和式（2)中出现的变量均为有效值，且d-q系统中电压、电、磁链的有效值等于静止A B C系统中各相有效值的槡j[12]。
1.2电压和电流的限制考虑到器的容量有限，在d-q旋转坐标系下电压和电流的限制方程如下[13]"式中"d X、U m a X—逆变器允许的最大电流和最大电压。
将式（1)代入式（3)可得dd、'坐标平面下电压和电流的限制方程为ri2d + a2 $a2由电压和电流限制方程可知：电流限制为一圆形，电压限制为一系列的圆，随着转速的力口，其半径越来越小，如图1。
由式(2)知，当d s X m a x，#二0时，即'=0，电 机可获得最大转矩，对应图1中的M点。
当电机以最大转矩运行并且转时，电达到极限图1电压电流限制一 53—研究与设计I EMCA違权控刹名阄2019,46 (2)限圆相交于M 点时，可得电机以最大转矩作 转矩运行的最大，也称为基速"30% m a x /c、2# 腿=—"(5$< 槡m ^+ ! s 's当电机的转速从2# m a 进一步上升时，电机进 入弱磁工作区，为了使电机以最大转矩运行，电机的运行工作点将沿着电 限圆从M 点到#点。
时的最大转 对应#角下的最大转矩。
结合图1和电压电流限制方程，电机在弱磁区的最大转 为30% m a x2 7 8—(6)2 m a x P <(". - W2有限元模型和转子损耗计算图2所示为在M otorS olv e 软件中建立的有限 元模型。
表1为研究电机的 数，其磁体材料为烧结钦铁硼，定转子 材料均 为M -19 29 G a ，更详细的电机参数见文献）14]。
图2 36槽42极永磁电机模型表1永磁电机关键参数数名称数值直侧电压％/v 42额定电流'V 110永磁体磁链"m /mWb9.9相电感！S /J 91.4永磁体剩磁b /t0.9槽口宽度？/m m2&/mm0.6352. 1铁心损耗的计算转子损耗的计算由经典斯坦梅斯公式给出：P =K n T B % :,(s f B )2(7)式中",'，e —磁滞系数和系数；B 一一频率；f —系数；b—峰值磁通密度；$、%--------系数。