广东省东莞电机有限公司
摘要：内置式永磁同步电机转子的优化主要从磁路上进行优化，使转子磁路更合理，从而有利于提高电机的性能，主要优化的内容有非均匀气隙优化和隔磁磁桥优化，并对优化前后的反电势、齿槽转矩、气隙齿密等进行性能对比分析。本文以120N.m，3000rpm（6极36槽)为例进行转子磁路的分析。
关键词：内置式 永磁同步电机 磁路优化
引言
非均匀气隙优化和隔磁磁桥优化主要目的是削弱气隙磁场中的谐波含量、降低反电动势的畸变率，减小齿槽转矩幅值，从而提高电机综合性能。
1 非均匀气隙优化气隙磁密波形
电机的气隙结构均匀时，气隙磁场中含有大量的谐波，导致定子绕组感应电动势波形发生畸变，从而使电动势中的谐波含量增大，增加了谐波电流、谐波铁损和铜损，此外，谐波磁场还会产生转矩波动、机械振动及噪声。
（1）磁钢偏心距扫描选取
③ 齿槽转矩
从图7可知，优化前后齿槽转矩最大幅值分别为1.6692N.m和0.3288N.m，优化后齿槽转矩幅值降低了1.3404N.m，降幅达80.3%，优化后对抑制齿槽转矩的效果比较明显。综上所述，当磁钢偏心距 =16mm时，优化后大大削弱了气隙磁密和空载反电动势的高次谐波含量，同时对抑制齿槽转矩效果也比较明显。
2 隔磁磁桥优化
隔磁措施是影响永磁同步电机性能的一个重要因素，在永磁同步电机中，通常采用隔磁磁桥结构来减小永磁体漏磁。隔磁磁桥有两个重要作用：一是将转子冲片机械强度更强，磁钢在磁钢槽中起到保护作用；二是磁桥部位的漏磁通达到饱和状态，起到限制永磁体的漏磁的作用。优化后的隔磁磁桥结构见图2。在不改变其它参数的情况下，针对样机磁桥宽度b在0.6mm～1.6mm之间以0.2mm为间隔进行扫描。
从表3中可以看出，随着隔磁磁桥宽度的增加，齿槽转矩幅值和谐波幅值均在下降，由0.6mm时的2.5349N.m下降到1.6mm时的0.7889N.m，下降了1.746N.m。这是因为改变隔磁磁桥宽度后削弱了 中的高次谐波，使得气隙磁通密度中的谐波含量降低从而达到削弱齿槽转矩的目的。
由表3可知，在1.0mm之后，齿槽转矩占额定转矩百分比基本保持不变，而空载反电动势波动较大，且在1.0mm和1.2mm时空载反电势占额定电压分别为96.8%和95.9%，同时磁桥宽度也不宜过小，影响模具的寿命。因此，出于整体性能的考虑，1.0mm和1.2mm均可选择，样机选择1.0mm作为磁桥宽度。
综上所述，永磁同步电机转子磁路结构的优化，可明显削弱各种高次谐波含量，降低齿槽转矩，不仅提高电机的效率，改善电机的振动和噪声，而且提高电机快速响应能力。因此，转子磁路结构的优化意义重大。
参考文献：
[1] 郁亚南 伺服用永磁同步电机设计与转子结构方案优化[D].湖南：湖南大学，2010.
[2] 赵博，张洪亮 Ansoft 12在工程电磁场中的应用 北京：中国水利水电出版社，2010.
论文作者:邱杏坡
论文发表刊物:《基层建设》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/8
标签：转矩论文; 永磁论文; 谐波论文; 磁路论文; 转子论文; 电动势论文; 磁钢论文; 《基层建设》2017年第13期论文;