含輔助槽軸向永磁電機(jī)的電磁力波分析及抑制

劉洋,左曙光,鄧文哲

(同濟(jì)大學(xué)新能源汽車(chē)工程中心,201804,上海)

永磁電機(jī)因功率密度高、扭矩大、調(diào)速范圍寬、效率高、質(zhì)量和體積小等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用在電動(dòng)汽車(chē)、飛輪儲(chǔ)能、風(fēng)力發(fā)電等場(chǎng)合[1-5]。但是,永磁電機(jī)在不同應(yīng)用場(chǎng)合中的運(yùn)行工況十分復(fù)雜,因此會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的振動(dòng)噪聲,從而不僅會(huì)影響人的身體健康,甚至?xí)夯姍C(jī)性能,使電機(jī)損壞,產(chǎn)生嚴(yán)重后果。

由于在永磁電機(jī)定子齒或轉(zhuǎn)子上添加輔助槽工藝簡(jiǎn)單,而且可以降低質(zhì)量和成本,因此被越來(lái)越多地應(yīng)用于永磁電機(jī)的振動(dòng)噪聲研究。文獻(xiàn)[6-11]針對(duì)徑向永磁電機(jī),研究了定子齒輔助槽對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的削弱,但均未涉及對(duì)電磁力波或電磁噪聲的影響。文獻(xiàn)[12-15]針對(duì)徑向永磁電機(jī),研究了定子或轉(zhuǎn)子輔助槽對(duì)電磁力波和電磁噪聲的影響,其中文獻(xiàn)[12-13]分析了電機(jī)在空載下定子齒輔助槽對(duì)電磁力波的影響,文獻(xiàn)[14]分析了在電機(jī)轉(zhuǎn)子上添加輔助槽對(duì)電磁噪聲的削弱。但是,目前關(guān)于軸向永磁電機(jī)定子齒輔助槽對(duì)電磁力波削弱作用的研究還較少。

徑向永磁電機(jī)的電磁噪聲主要來(lái)源于徑向電磁力波,而軸向永磁電機(jī)的電磁噪聲主要來(lái)源于空間階次為0階的軸向電磁力波,并且其頻率特性和軸向永磁電機(jī)的極槽配合密切相關(guān)[16]。由于徑向永磁電機(jī)和軸向永磁電機(jī)的主要電磁力波來(lái)源不同,因此分析軸向永磁電機(jī)定子齒輔助槽對(duì)主要電磁力波的影響和削弱顯得十分必要。此外,上述關(guān)于徑向永磁電機(jī)輔助槽對(duì)電磁力波影響的分析大都針對(duì)低階電磁力波或峰值噪聲頻率附近的電磁力波,缺乏針對(duì)性,而本文針對(duì)電磁噪聲貢獻(xiàn)最大的某一具體空間階次和時(shí)間頻率的電磁力波進(jìn)行分析和抑制,效果更加明顯。

本文首先針對(duì)2類(lèi)主要電磁力波來(lái)源不同的外轉(zhuǎn)子軸向永磁電機(jī),通過(guò)解析的方法推導(dǎo)了負(fù)載下可有效抑制其主要電磁力波的定子齒輔助槽位置規(guī)律;然后,選取極槽配合為16極24槽和30極27槽的2款軸向永磁電機(jī)作為研究對(duì)象,在其定子齒上應(yīng)用解析推導(dǎo)的輔助槽位置規(guī)律,采用有限元法分析了輔助槽寬度和深度對(duì)主要電磁力波的影響;最后,對(duì)2款電機(jī)添加輔助槽前后的性能進(jìn)行了仿真,結(jié)果表明本文方法可對(duì)主要電磁力波和電磁噪聲進(jìn)行有效抑制,且電機(jī)輸出性能的降低在可接受的范圍內(nèi)。

1 軸向永磁電機(jī)定子齒輔助槽位置規(guī)律推導(dǎo)

輔助槽在定子齒上的位置十分重要,如果輔助槽位置選取不當(dāng),不僅不能起到削弱電磁力波的作用,反而會(huì)使電磁力波惡化。文獻(xiàn)[16]通過(guò)理論分析,總結(jié)了外轉(zhuǎn)子軸向永磁電機(jī)極槽配合和主要電磁力波時(shí)空特性的規(guī)律,發(fā)現(xiàn)當(dāng)外轉(zhuǎn)子軸向永磁電機(jī)的極槽配合滿足LCM(2p,Qs)=6p(LCM表示最小公倍數(shù),p為電機(jī)的極對(duì)數(shù),Qs為電機(jī)的齒槽數(shù)),或滿足LCM(2p,Qs)≠6p時(shí),其主要電磁力波的來(lái)源是不相同的,具體情況見(jiàn)表1。本節(jié)將根據(jù)表1,針對(duì)主要電磁力波來(lái)源不同的2類(lèi)外轉(zhuǎn)子軸向永磁電機(jī),用解析的方法分別推導(dǎo)可以有效抑制其主要電磁力波的定子齒輔助槽位置規(guī)律。為了解析時(shí)方便表示,引入單元電機(jī)的概念,設(shè)單元電機(jī)的極對(duì)數(shù)為p0,單元電機(jī)數(shù)為N0,且p=p0N0。上述主要電磁力波來(lái)源不同的2類(lèi)軸向永磁電機(jī)均具有外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),如圖1所示。

表1 外轉(zhuǎn)子軸向永磁電機(jī)的主要電磁力波特性

從表1可知,對(duì)于極槽配合滿足LCM(2p,Qs)=6p和LCM(2p,Qs)≠6p的軸向永磁電機(jī),在負(fù)載下的主要電磁力波的時(shí)空特性均為0階6p倍轉(zhuǎn)頻,但是主要電磁力波的來(lái)源是不相同的:當(dāng)極槽配合滿足LCM(2p,Qs)=6p時(shí),其主要電磁力波的來(lái)源是受開(kāi)槽影響的永磁體磁場(chǎng)相互作用,而對(duì)于極槽配合滿足LCM(2p,Qs)≠6p的情況,其主要電磁力波的來(lái)源是永磁體磁場(chǎng)和電樞反應(yīng)磁場(chǎng)相互作用。由于主要電磁力波來(lái)源不同,所以2類(lèi)軸向永磁電機(jī)通過(guò)輔助槽削弱主要電磁力波的機(jī)理也不相同。因此,下面在推導(dǎo)定子齒輔助槽位置規(guī)律時(shí),將根據(jù)主要電磁力波來(lái)源的不同(即極槽配合滿足LCM(2p,Qs)=6p或LCM(2p,Qs)≠6p),分2種情況進(jìn)行討論。

圖1 外轉(zhuǎn)子軸向永磁電機(jī)示意圖

對(duì)于極槽配合滿足LCM(2p,Qs)=6p的軸向永磁電機(jī),其主要電磁力波的空間階次為0階,頻率為6p倍轉(zhuǎn)頻,由受開(kāi)槽影響的永磁體磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生,解析結(jié)果如下

(1)

式中:|n1±n2|=6,n1和n2均為奇數(shù);Bmn為n階永磁體磁場(chǎng)的幅值;Λ0和Λ2p0為第0階和第2p0階磁導(dǎo)諧波的幅值;ω為電機(jī)的角速度;μ0為真空中的磁導(dǎo)率。

對(duì)于極槽配合滿足LCM(2p,Qs)≠6p的軸向永磁電機(jī),其主要電磁力波的空間階次和時(shí)間頻率特性與極槽配合滿足LCM(2p,Qs)=6p的情況是相同的,但是由于主要電磁力波來(lái)源不同,所以解析結(jié)果不同,表達(dá)式為

(2)

當(dāng)沿軸向永磁電機(jī)定子齒周向從位置φ處均勻開(kāi)N個(gè)輔助槽后,其氣隙相對(duì)磁導(dǎo)為

(3)

定子齒開(kāi)輔助槽后在平均半徑處展開(kāi),如圖2所示,圖中縱軸表示槽口的中心線,橫軸表示沿電機(jī)周向,交點(diǎn)0為定義的原點(diǎn)。

圖2 定子齒開(kāi)輔助槽后在平均半徑處展開(kāi)示意圖

由理論推導(dǎo)得知,在定子齒上均勻添加N個(gè)輔助槽后引起的額外相對(duì)磁導(dǎo)諧波和永磁體磁場(chǎng)相互作用會(huì)產(chǎn)生額外的0階電磁力波,其頻率為2Np0倍轉(zhuǎn)頻,推導(dǎo)結(jié)果如下

Fadd(0,2Np0)=

(4)

但是,要想使所產(chǎn)生的額外電磁力波可以有效削弱軸向永磁電機(jī)的初始主要電磁力波,除了額外電磁力波的空間階次要和初始主要電磁力波的相同

外,還要滿足時(shí)間頻率相同,即要求2Np0=6p,N=3N0,也就是說(shuō)沿軸向永磁電機(jī)定子齒周向添加輔助槽的總數(shù)量為3N0時(shí),就可以產(chǎn)生與原電機(jī)主要電磁力波空間階次和時(shí)間頻率都相同的額外電磁力波。因此,只要使額外產(chǎn)生的電磁力波和初始主要電磁力波的相位相反,就可以達(dá)到削弱初始主要電磁力波的目的。依據(jù)由輔助槽產(chǎn)生的額外電磁力波相位和初始主要電磁力波相位相反的原理,可以解析計(jì)算出定子齒輔助槽所處的有效位置,也就是式(3)中的φ角。

對(duì)于極槽配合滿足LCM(2p,Qs)=6p的軸向永磁電機(jī),由定子齒輔助槽產(chǎn)生的額外電磁力波與初始主要電磁力波相位相反時(shí)的解析表達(dá)式為

(5)

聯(lián)立式(5)和式(4)求解,便可得到能有效削弱該類(lèi)軸向永磁電機(jī)主要電磁力波的定子齒輔助槽位置φ滿足

(6)

對(duì)于極槽配合滿足LCM(2p,Qs)≠6p的軸向永磁電機(jī),其主要電磁力波的解析表達(dá)式為式(2),主要包括2項(xiàng),而且2項(xiàng)的相位是相反的。第1項(xiàng)的幅值由第5階永磁體磁場(chǎng)占主導(dǎo),第2項(xiàng)的幅值由第7階永磁體磁場(chǎng)占主導(dǎo),因此第1項(xiàng)的幅值是大于第2項(xiàng)的,即該類(lèi)軸向永磁電機(jī)的主要電磁力波由第1項(xiàng)占主導(dǎo)。在這種情況下,要想有效削弱軸向永磁電機(jī)的主要電磁力波,就需要定子齒輔助槽產(chǎn)生的額外電磁力波的相位與式(2)中的第2項(xiàng)相同,也就是與第1項(xiàng)的相位相反,解析結(jié)果如下

Fadd(0,6p)=

(7)

同樣,聯(lián)立式(7)和式(4)便可求得能有效削弱該類(lèi)軸向永磁電機(jī)主要電磁力波的定子齒輔助槽位置為

(8)

綜上,可以得到主要電磁力波來(lái)源不同的2類(lèi)軸向永磁同步電機(jī)能有效削弱其主要電磁力波的定子齒輔助槽位置規(guī)律,見(jiàn)表2。

表2 軸向永磁電機(jī)定子齒輔助槽位置規(guī)律

2 16極24槽和30極27槽軸向永磁電機(jī)輔助槽位置規(guī)律應(yīng)用

選擇分別滿足LCM(2p,Qs)=6p和LCM(2p,Qs)≠6p的2款軸向永磁電機(jī)為研究對(duì)象,極槽配合分別為16極24槽和30極27槽,應(yīng)用求得的定子齒輔助槽位置規(guī)律對(duì)這2款電機(jī)的主要電磁力波進(jìn)行分析。2款電機(jī)均具有外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),永磁體為表貼式扇形結(jié)構(gòu),采用分?jǐn)?shù)槽集中繞組,定子通過(guò)定子托盤(pán)固定在轉(zhuǎn)軸上,轉(zhuǎn)子盤(pán)、永磁體、機(jī)殼和端蓋構(gòu)成外轉(zhuǎn)子系統(tǒng),如圖1所示,2款電機(jī)的主要參數(shù)見(jiàn)表3。

表3 軸向永磁電機(jī)的主要參數(shù)

對(duì)于16極24槽軸向永磁電機(jī),負(fù)載下電磁力波的空間階次為0階和8的整倍數(shù)階,時(shí)間頻率為24倍轉(zhuǎn)頻,而對(duì)于30極27槽軸向永磁電機(jī),負(fù)載下電磁力波的空間階次為0階和3的整倍數(shù)階,時(shí)間頻率為9倍轉(zhuǎn)頻[16]。由表1可知,16極24槽軸向永磁電機(jī)的極槽配合滿足LCM(2p,Qs)=6p,對(duì)其電磁噪聲貢獻(xiàn)最大的主要電磁力波的空間階次為0階,頻率為48倍轉(zhuǎn)頻。該主要電磁力波是由永磁體磁場(chǎng)和相對(duì)磁導(dǎo)諧波相互作用產(chǎn)生的,其解析結(jié)果為

(9)

根據(jù)式(5)可知,在定子齒添加輔助槽后,額外相對(duì)磁導(dǎo)諧波和永磁體磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生的主要電磁力波的解析結(jié)果為

(10)

式中|n1±n2|=6。

30極27槽軸向永磁電機(jī)的極槽配合滿足LCM(2p,Qs)≠6p,對(duì)其電磁噪聲貢獻(xiàn)最大的主要電磁力波的空間階次為0階,頻率為90倍轉(zhuǎn)頻,該電磁力波主要由永磁體磁場(chǎng)和電樞反應(yīng)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生。主要電磁力波的解析結(jié)果為

(11)

根據(jù)式(7)可知,在定子齒開(kāi)輔助槽后,額外相對(duì)磁導(dǎo)諧波和永磁體磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生的主要電磁力波的解析結(jié)果為

Fadd(0,90)=

(12)

在分析了上述2款軸向永磁電機(jī)在定子齒開(kāi)輔助槽對(duì)主要電磁力波的削弱機(jī)理后,下面結(jié)合本文第1節(jié)的結(jié)論來(lái)確定定子齒輔助槽的具體位置。

圖3 16極24槽電機(jī)定子齒開(kāi)輔助槽后在平均半徑處展開(kāi)

對(duì)于30極27槽軸向永磁電機(jī),其單元電機(jī)數(shù)為3,同理,沿定子齒周向均勻開(kāi)設(shè)的輔助槽的數(shù)量N=3N0=9,也就是每3個(gè)定子齒開(kāi)1個(gè)輔助槽,如圖4所示,由表2可知輔助槽的具體位置為

圖4 30極27槽電機(jī)定子齒開(kāi)輔助槽后在平均半徑處展開(kāi)

在確定了能夠有效削弱2款軸向永磁電機(jī)主要電磁力波的定子齒輔助槽位置后,下面再來(lái)具體分析輔助槽參數(shù)(主要是輔助槽寬度和深度)對(duì)主要電磁力波的影響及抑制,并通過(guò)有限元法計(jì)算電機(jī)開(kāi)輔助槽前后的電磁噪聲和不同工況下的轉(zhuǎn)矩特性等,以防輔助槽對(duì)電機(jī)輸出特性產(chǎn)生較大影響。

3 輔助槽參數(shù)對(duì)主要電磁力波的影響及抑制

將定子齒輔助槽位置規(guī)律應(yīng)用于16極24槽和30極27槽2款軸向永磁電機(jī),只要在相應(yīng)的定子齒位置上開(kāi)輔助槽,便可以抑制電機(jī)的主要電磁力波,達(dá)到削弱電磁噪聲的目的。由于矩形槽結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工成本低且方便,所以本文采用的輔助槽均為矩形槽,主要包括輔助槽寬度和深度2個(gè)參數(shù)。下面,將利用有限元法分析輔助槽寬度和深度對(duì)主要電磁力波的抑制,并且計(jì)算添加輔助槽前后電機(jī)的性能。

為了保證有限元計(jì)算結(jié)果的可信度,先通過(guò)試驗(yàn)測(cè)量了外轉(zhuǎn)子軸向永磁電機(jī)在轉(zhuǎn)速為50 r/min下的反電動(dòng)勢(shì)。測(cè)試系統(tǒng)如圖5所示,軸向永磁電機(jī)安裝在1/4懸架臺(tái)上,電機(jī)外用螺栓固定輪胎,用轉(zhuǎn)鼓反向帶動(dòng)輪胎旋轉(zhuǎn)。試驗(yàn)測(cè)得的線電壓與有限元模型計(jì)算結(jié)果的對(duì)比如圖6所示,可見(jiàn)試驗(yàn)結(jié)果和有限元計(jì)算結(jié)果具有很好的一致性。

圖5 反電動(dòng)勢(shì)測(cè)試系統(tǒng)

圖6 試驗(yàn)和有限元法的線電壓對(duì)比

圖7 定子齒輔助槽寬度對(duì)0階48倍頻電磁力波的影響

圖8 第2階額外相對(duì)磁導(dǎo)諧波幅值隨定子齒輔助槽寬度的變化

由圖7可知,隨著輔助槽寬度的增加,0階48倍頻電磁力波的幅值不斷減小。16極24槽軸向永磁電機(jī)的主要電磁力波是由永磁體磁場(chǎng)和相對(duì)磁導(dǎo)諧波相互作用產(chǎn)生的,因此幅值較大。由式(10)可知,額外產(chǎn)生的0階48倍頻電磁力波幅值與第2階額外相對(duì)磁導(dǎo)諧波幅值成正比。如圖8所示,第2階額外相對(duì)磁導(dǎo)諧波幅值隨著輔助槽寬度的增加而增加,因此產(chǎn)生的額外0階48倍頻電磁力波的幅值也是不斷增大的,鑒于額外電磁力波和初始電磁力波相位相反,所以定子齒開(kāi)輔助槽后的總電磁力波幅值不斷減小。

圖9 定子齒輔助槽寬度對(duì)0階90倍頻電磁力波的影響

由圖9可知,隨著輔助槽寬度的增加,0階90倍頻電磁力波幅值先減小,后反向增大,在寬度為1.4 mm左右達(dá)到極小值。因?yàn)?0極27槽軸向永磁電機(jī)的主要電磁力波是由永磁體磁場(chǎng)和電樞磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生的,所以主要電磁力波幅值較小。由式(12)可知,額外產(chǎn)生的0階90倍頻電磁力波幅值和第10階額外相對(duì)磁導(dǎo)諧波幅值成正比。

圖10 第10階額外相對(duì)磁導(dǎo)諧波幅值隨定子齒輔助槽寬度的變化

由圖10可以看出,第10階額外相對(duì)磁導(dǎo)諧波幅值隨著輔助槽寬度的增加而增大,因此所產(chǎn)生的額外電磁力波幅值也不斷增大。由于額外產(chǎn)生的主要電磁力波和初始主要電磁力波相抵消,所以定子齒開(kāi)輔助槽后的總電磁力波幅值不斷減小,當(dāng)輔助槽寬度增加到一定程度,也就是1.4 mm左右時(shí),主要電磁力波幅值大部分被額外產(chǎn)生的電磁力波幅值所抵消,總的電磁力波幅值的減小量達(dá)到了一定程度的飽和。隨著輔助槽寬度的進(jìn)一步增加,輔助槽產(chǎn)生的額外電磁力波變?yōu)橹鲗?dǎo),因此總的主要電磁力波幅值變大。

綜合以上分析可知,對(duì)于16極24槽軸向永磁電機(jī),當(dāng)保持定子齒輔助槽深度為0.5 mm時(shí),輔助槽寬度取1.8 mm對(duì)主要電磁力波幅值的抑制最大,而對(duì)于30極27槽軸向永磁電機(jī),在保持輔助槽深度為1.0 mm時(shí),輔助槽寬度取1.4 mm對(duì)主要電磁力波幅值的抑制最大。

圖11 定子齒輔助槽深度對(duì)0階48倍頻電磁力波的影響

圖12 定子齒輔助槽深度對(duì)0階90倍頻電磁力波的影響

由圖11可知:對(duì)于16極24槽軸向永磁電機(jī),隨著輔助槽深度的增大,主要電磁力波的幅值先減小,后趨于不變;當(dāng)輔助槽深度為1.6 mm時(shí),對(duì)電磁力波的抑制已經(jīng)達(dá)到了飽和,此后繼續(xù)增大輔助槽深度對(duì)主要電磁力波幅值的抑制效果基本不變。因此,對(duì)該款電機(jī)主要電磁力波幅值抑制較大的輔助槽寬度和深度分別為1.8和1.6 mm。

由圖12可知,對(duì)于30極27槽軸向永磁電機(jī),隨著輔助槽深度的增加,主要電磁力波的幅值先減小后增大,同樣是因?yàn)樵摽铍姍C(jī)的初始主要電磁力波幅值較小,在輔助槽深度為1 mm時(shí)對(duì)主要電磁力波的抑制已經(jīng)達(dá)到了飽和,所以對(duì)該款電機(jī)主要電磁力波幅值抑制較大的輔助槽寬度和深度分別為1.4和1.0 mm。

抑制電磁力波的目的是為了削弱電磁噪聲。下面將通過(guò)計(jì)算上述2款軸向永磁電機(jī)的電磁噪聲來(lái)驗(yàn)證定子齒輔助槽抑制主要電磁力波的效果。根據(jù)前文計(jì)算和分析得到的對(duì)2款電機(jī)主要電磁力波抑制較大的輔助槽位置以及寬度和深度,分別對(duì)2款電機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改,通過(guò)J-mag軟件和麥克斯韋應(yīng)力張量法計(jì)算定子齒開(kāi)輔助槽后2款電機(jī)的氣隙磁場(chǎng)及電磁力,利用模態(tài)疊加法和聲場(chǎng)邊界元法計(jì)算開(kāi)輔助槽前后2款電機(jī)所輻射的電磁噪聲[17]。對(duì)比結(jié)果分別如圖13和圖15所示,從中可以看出:在電機(jī)定子齒開(kāi)輔助槽后,電磁噪聲的聲壓級(jí)峰值均有所降低。

圖13 16極24槽軸向永磁電機(jī)開(kāi)輔助槽前后的聲壓級(jí)(A)對(duì)比

由于定子齒開(kāi)輔助槽后會(huì)影響到電機(jī)的輸出性能,為了保證輔助槽不會(huì)對(duì)電機(jī)的輸出性能產(chǎn)生過(guò)大的削弱(特別是在電機(jī)過(guò)載工況下),本文針對(duì)2款電機(jī)計(jì)算了在開(kāi)輔助槽前后額定工況和過(guò)載工況下的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性曲線,如圖14和圖16所示。從圖中可以看出,額定工況下2款電機(jī)在開(kāi)輔助槽后的轉(zhuǎn)矩特性基本沒(méi)有削弱,而在過(guò)載工況下,2款電機(jī)的轉(zhuǎn)矩均有少量削弱,但削弱量均不到3%,在可接受的范圍內(nèi)。

圖14 16極24槽軸向永磁電機(jī)開(kāi)輔助槽前后的轉(zhuǎn)矩特性對(duì)比

圖15 30極27槽軸向永磁電機(jī)開(kāi)輔助槽前后的聲壓級(jí)(A)對(duì)比

圖16 30極27槽軸向永磁電機(jī)開(kāi)輔助槽前后的轉(zhuǎn)矩特性對(duì)比

開(kāi)輔助槽前后2款電機(jī)在額定工況下的主要電磁力波幅值,以及過(guò)載工況下的主要電磁力波幅值、平均轉(zhuǎn)矩和聲壓級(jí)峰值的變化情況列于表4和表5,從中可以看出,不管是在額定工況還是過(guò)載工況下,電機(jī)定子齒開(kāi)輔助槽均能削弱主要電磁力波,主要電磁力波幅值均得到了較大的抑制,2款電機(jī)的電磁噪聲聲壓級(jí)(A)峰值分別降低了3.1和7.43 dB,平均轉(zhuǎn)矩雖有所降低,但均在可接受的范圍內(nèi)。

表4 開(kāi)輔助槽前后16極24槽軸向永磁電機(jī)性能對(duì)比

注:Tave為平均轉(zhuǎn)矩;LA,peak為聲壓級(jí)(A)峰值。

表5 開(kāi)輔助槽前后30極27槽軸向永磁電機(jī)性能對(duì)比

4 結(jié) 論

本文首先針對(duì)2類(lèi)主要電磁力波來(lái)源不同的外轉(zhuǎn)子軸向永磁電機(jī),通過(guò)解析分別推導(dǎo)出了可以有效削弱其主要電磁力波的定子齒輔助槽位置規(guī)律;然后將該規(guī)律分別應(yīng)用到16極24槽和30極27槽2款軸向永磁電機(jī),通過(guò)有限元法計(jì)算并分析了輔助槽寬度和深度對(duì)這2款電機(jī)主要電磁力波的影響及抑制;最后計(jì)算了2款電機(jī)開(kāi)輔助槽前后的電磁噪聲及轉(zhuǎn)矩性能,并進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證。獲得的主要結(jié)論如下:

(3)電磁噪聲和轉(zhuǎn)矩特性的計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證了定子齒輔助槽對(duì)抑制主要電磁力波的有效性,并且不會(huì)過(guò)多影響電機(jī)的輸出性能。