小型五相感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子槽數(shù)選取分析

熊義勇， 趙鏡紅， 劉小虎

(海軍工程大學(xué) 電氣工程學(xué)院，湖北 武漢 430033)

0 引 言

五相感應(yīng)電機(jī)由于其功率密度高、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小、可靠性高諸多優(yōu)勢(shì)受到廣泛的關(guān)注[1-3]。在某些小功率、容錯(cuò)性能要求較高場(chǎng)合也采用五相感應(yīng)電機(jī)來(lái)提高其可靠性。五相電機(jī)研究的基礎(chǔ)在于電機(jī)設(shè)計(jì)，而定、轉(zhuǎn)子槽數(shù)的選取則是電機(jī)設(shè)計(jì)的最初始的關(guān)鍵步驟。轉(zhuǎn)子槽內(nèi)即為轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，轉(zhuǎn)子槽數(shù)與轉(zhuǎn)子導(dǎo)條數(shù)相等。三相鼠籠電機(jī)定子槽數(shù)一般選取3的倍數(shù)，由于相數(shù)不同，五相感應(yīng)電機(jī)的定子槽數(shù)往往選取5的倍數(shù)，由于兩類電機(jī)共同可取的定子槽數(shù)比較少，因此，無(wú)法參考文獻(xiàn)[4-8]中的三相電機(jī)的槽匹配的數(shù)據(jù)來(lái)選取五相電機(jī)的轉(zhuǎn)子槽數(shù)。

在國(guó)內(nèi)外的文獻(xiàn)中，主要對(duì)電機(jī)設(shè)計(jì)或分析過(guò)程進(jìn)行了論述，但沒(méi)有給出五相感應(yīng)電機(jī)具體的定、轉(zhuǎn)子槽數(shù)選取的標(biāo)準(zhǔn)。例如，文獻(xiàn)[3]中選用40槽/30槽、4極五相感應(yīng)電機(jī)；在文獻(xiàn)[9]中，王東等直接選用定轉(zhuǎn)子槽為60槽/38槽的十五相感應(yīng)電機(jī)(3個(gè)五相)；文獻(xiàn)[10]中選用30槽/44槽、2極電機(jī)的五相感應(yīng)電機(jī)；孫俊忠等在文獻(xiàn)[11]中設(shè)計(jì)了五相感應(yīng)電機(jī)，則采用的是30槽/26槽，2極電動(dòng)機(jī)。定轉(zhuǎn)子槽數(shù)配合不當(dāng)可能會(huì)導(dǎo)致異步附加轉(zhuǎn)矩、同步附加轉(zhuǎn)矩、振動(dòng)、噪音等。由于槽匹配的優(yōu)選方案不明確，因此無(wú)法判斷定、轉(zhuǎn)子槽數(shù)的最優(yōu)值[12]。

文獻(xiàn)[13]分析了在不同定子槽(20、30、40)時(shí)，轉(zhuǎn)子26槽的小型五相感應(yīng)電機(jī)，得出定子40槽可以作為2.5kW小型五相感應(yīng)電機(jī)定子優(yōu)選槽數(shù)的結(jié)論，然而，對(duì)于定子40槽的五相電機(jī)，轉(zhuǎn)子槽數(shù)除選取26外，還有諸多可選項(xiàng)。因此，選取性能最佳的轉(zhuǎn)子槽數(shù)的問(wèn)題依然存在。對(duì)于小型五相鼠籠電機(jī)而言，當(dāng)定子槽數(shù)一定時(shí)，轉(zhuǎn)子槽數(shù)的選取分析研究尚無(wú)文獻(xiàn)提及，因此開(kāi)展相關(guān)的研究極具意義。

本文以某水下航行器中使用的2.5kW小型五相感應(yīng)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)為對(duì)象，該電機(jī)要求效率達(dá)到75%，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)在10%以內(nèi)，起動(dòng)特性好，定子諧波畸變率低，振動(dòng)、噪音盡可能小。在電機(jī)定子40槽不變時(shí)，僅以不同轉(zhuǎn)子槽作為變量，通過(guò)對(duì)比分析，研究小型五相感應(yīng)電機(jī)的最佳轉(zhuǎn)子槽數(shù)。

1 轉(zhuǎn)子槽數(shù)對(duì)電機(jī)性能的影響分析

文獻(xiàn)[14]指出，三相感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子槽數(shù)不宜過(guò)少也不宜過(guò)多，同一定子下，轉(zhuǎn)子槽數(shù)的變化對(duì)電機(jī)效率、功率因數(shù)的影響較小，主要采用氣隙磁通密度波形、電機(jī)的磁通密度分布、輸出轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)、定子電流等作為考核不同槽數(shù)電機(jī)性能好壞的指標(biāo)。

對(duì)于五相感應(yīng)電機(jī)，其性能主要取決于定轉(zhuǎn)子電阻和電感參數(shù)。采用繞組函數(shù)法和多回路法[15-18]，通過(guò)電感參數(shù)作為橋梁，可以定性分析轉(zhuǎn)子槽數(shù)與電機(jī)性能的基本關(guān)系，通過(guò)電磁力波的分析可以分析不同轉(zhuǎn)子槽數(shù)下電機(jī)的振動(dòng)、噪音。

1.1 基于繞組函數(shù)法對(duì)電機(jī)的分析

不考慮飽和、齒槽效應(yīng)等，計(jì)算電感參數(shù)時(shí)常采用繞組函數(shù)法。根據(jù)繞組函數(shù)法，針對(duì)兩個(gè)任意線圈，可以根據(jù)匝數(shù)函數(shù)n(θ)和繞組函數(shù)N(θ)，從本質(zhì)上描述氣隙中的空間場(chǎng)分布?？煞謩e對(duì)定、轉(zhuǎn)子繞組(導(dǎo)條)間的自感、互感進(jìn)行計(jì)算，以A相繞組自感和A、B相繞組的互感為例：

(1)

(2)

定轉(zhuǎn)子間互感為：

(3)

X=2πfL。

(4)

由槽數(shù)變化，均勻分布的電機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的角度會(huì)變化，從而導(dǎo)致匝數(shù)函數(shù)和繞組函數(shù)會(huì)變化，引起電感(電抗)參數(shù)的變化。

由式(1)～式(4)可以看出，同一定子槽下，轉(zhuǎn)子槽數(shù)改變將導(dǎo)致轉(zhuǎn)子自感，定、轉(zhuǎn)子互感(電抗)參數(shù)的改變。

根據(jù)繞組函數(shù)法，對(duì)于五相感應(yīng)電機(jī)，定、轉(zhuǎn)子產(chǎn)生磁動(dòng)勢(shì)分別為：

Fs=NA(θ)IA(t)+NB(θ)IB(t)+NC(θ)IC(t)+

ND(θ)ID(t)+NE(θ)IE(t)；

(9)

(10)

其中:N(θ)為匝數(shù)；I(t)為各相電流。

籠型轉(zhuǎn)子電流Ir與定子電流I1兩者關(guān)系為

(11)

其中：m為相數(shù)；NΦ1為定子每相導(dǎo)體數(shù)；Kdp1為定子基波繞組系數(shù)；KI為表征定轉(zhuǎn)子電流相位不同的系數(shù)。

電機(jī)的氣隙磁動(dòng)勢(shì)Fg=Fs+Fr，在同一定子繞組及激勵(lì)下，定子磁動(dòng)勢(shì)Fs基本不變，而由式(9)～式(11)知，轉(zhuǎn)子數(shù)變化，轉(zhuǎn)子電流、氣隙磁密會(huì)隨著轉(zhuǎn)子數(shù)變化而變化。

1.2 基于多回路法對(duì)電機(jī)的分析

采用多回路法，在dq0坐標(biāo)系下，可以對(duì)電機(jī)解耦分析。由于鼠籠轉(zhuǎn)子對(duì)稱且轉(zhuǎn)子繞組短接，此時(shí)有udr=uqr=0。

(5)

(6)

式中：下標(biāo)s、r分別代表定子量和轉(zhuǎn)子量，下標(biāo)dc、qc代表dc、qc、0坐標(biāo)系下的量；xss、Xrr為定、轉(zhuǎn)子自感，Xm為定轉(zhuǎn)子間互感，rs、Rr為定、轉(zhuǎn)子電阻；s為轉(zhuǎn)差率，s=1-ω，ω為轉(zhuǎn)子角速度。

轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程為

(7)

其中：J為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；Te、Tm為電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩，且

Te=Xm(iqcsidcr-idcsiqcr)。

(8)

根據(jù)式(1)～式(4)的結(jié)果代入式(5)～式(8)，可以研究五相感應(yīng)電機(jī)起動(dòng)過(guò)程、定子電流和電磁轉(zhuǎn)矩的變化。由于轉(zhuǎn)子槽數(shù)引起電感參數(shù)Xm的變化，同一定子槽下，轉(zhuǎn)子槽數(shù)改變將導(dǎo)致五相感應(yīng)電機(jī)起動(dòng)過(guò)程、定子電流和電磁轉(zhuǎn)矩的變化。

1.3 基于電磁力波分析對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子槽數(shù)的選取

定子槽數(shù)一定時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子槽數(shù)會(huì)對(duì)五相感應(yīng)電機(jī)的附加損耗、附加轉(zhuǎn)矩、振動(dòng)與噪音等帶來(lái)影響。轉(zhuǎn)子槽數(shù)選取不當(dāng)，會(huì)使電機(jī)性能惡化，導(dǎo)致附加損耗、附加轉(zhuǎn)矩、振動(dòng)與噪音增加。

根據(jù)文獻(xiàn)[5-6]，為減少附加損耗采取近槽配合。然而，根據(jù)麥克斯韋定律，對(duì)于不同定轉(zhuǎn)子匹配所產(chǎn)生的徑向電磁力波，電磁力波的幅值與次數(shù)將引起電機(jī)的振動(dòng)和噪音。

在電機(jī)氣隙中，單位面積徑向電磁力的瞬時(shí)值可表示為

(12)

其中：b(θ,t)氣隙磁密；μ0空氣磁導(dǎo)率。

定、轉(zhuǎn)子諧波磁場(chǎng)為：

bν=Bνcos(νθ-ω1t-φν)；bμ=Bμcos(μθ-ωμt-φμ)。

(13)

其中:ν、μ為定、轉(zhuǎn)子諧波次數(shù)；ω1、ωμ為定、轉(zhuǎn)子角頻率；φν、φμ為定、轉(zhuǎn)子相位。

定、轉(zhuǎn)子諧波所產(chǎn)生的的徑向力為

(14)

(15)

式中：ωμ±ωl為力波的頻率；r=μ±ν為力波的低階次數(shù)。

由

(16)

(17)

可以推知激振力波頻率為

(18)

ν=klZl±p,kl=±1,±2,±3,…,

(19)

μ=k2Z2±p,k2=±1,±2,±3,…。

(20)

其中：k1、k2為常數(shù)；Z1為定子槽數(shù)。

由式(12)～式(20)知，定轉(zhuǎn)子諧波磁場(chǎng)產(chǎn)生的激振力波的頻率決定于轉(zhuǎn)子槽數(shù)Z2，而力波的次數(shù)r取決于定、轉(zhuǎn)子槽數(shù)差，當(dāng)定子槽數(shù)一定時(shí)，主要取決于轉(zhuǎn)子槽數(shù)。轉(zhuǎn)子槽數(shù)與定子槽數(shù)越相近，電磁力波頻率越大、次數(shù)越低，引起的振動(dòng)、噪音越大。

本文所研究的小型五相感應(yīng)電機(jī)為某水下航行器傳動(dòng)系統(tǒng)所使用，其對(duì)電機(jī)的振動(dòng)、噪音，起動(dòng)性能，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，定子諧波電流等性能和指標(biāo)要求較高，故重點(diǎn)針對(duì)此進(jìn)行分析。

2 電機(jī)設(shè)計(jì)與轉(zhuǎn)子槽的初步選取

按圖1設(shè)計(jì)五相感應(yīng)電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子。定子設(shè)計(jì)為單層同心式繞組，集中整距分布，各相排布為A+、D-、B+、E-、C+、A-、D+、B-、E+、C-，五相均勻分布定子槽中。

圖1 小型五相感應(yīng)電機(jī)定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖

為避免產(chǎn)生相同齒諧波次數(shù)，避免附加同步轉(zhuǎn)矩，感應(yīng)電機(jī)的槽配合應(yīng)滿足

Z1≠Z2,Z1≠Z2±2p。

(21)

其中：Z1、Z2分別為定轉(zhuǎn)子槽數(shù)；p為電機(jī)極對(duì)數(shù)。

為避免一階齒諧波相互作用產(chǎn)生單向振動(dòng)力，槽配合應(yīng)滿足：

Z1≠Z2±1，Z1≠Z2±2p±1。

(22)

對(duì)于極數(shù)為4的小型五相感應(yīng)電機(jī)，若定子槽Z1=40，根據(jù)式(21)、式(22)，則Z2≠35、36、37、39、40、41、43、44、45。

根據(jù)近槽原則，Z2可取38、42，定轉(zhuǎn)子槽數(shù)相差遠(yuǎn)一點(diǎn)，可取34及以下或46、47、48、49、50、51、52。因此，所有槽配合情況如下表1所示。

表1 小型五相感應(yīng)電機(jī)適合的定轉(zhuǎn)子槽配合表

而根據(jù)1.3中推導(dǎo)，轉(zhuǎn)子槽數(shù)與定子槽數(shù)越相近，則引起的振動(dòng)、噪音越大，因此不選38、42槽。

另外，考慮轉(zhuǎn)子沖片的加工、轉(zhuǎn)子斜槽的設(shè)計(jì)，槽數(shù)越多加工難度越大，故主要選取34及以下槽數(shù)的轉(zhuǎn)子。

為保證槽數(shù)為單一變量，在槽數(shù)變化時(shí)應(yīng)保證不同電機(jī)轉(zhuǎn)子槽中總導(dǎo)條電阻相同，即使不同槽數(shù)下的電機(jī)轉(zhuǎn)子槽總面積要保持不變，且轉(zhuǎn)子的槽口寬度、深度保持一致。根據(jù)[19]中電磁計(jì)算程序，可以計(jì)算出五相感應(yīng)電機(jī)尺寸如表2所示。在同一定子尺寸下，設(shè)置轉(zhuǎn)子槽數(shù)為24、26、28、30、32、34槽，并以此作為對(duì)照組，電機(jī)型號(hào)設(shè)為M1～M6。轉(zhuǎn)子槽形的計(jì)算結(jié)果[20]如表3所示，槽數(shù)越多，槽形越小。

表2 不同轉(zhuǎn)子槽的五相感應(yīng)電機(jī)尺寸表

表3 轉(zhuǎn)子槽形尺寸表

3 不同轉(zhuǎn)子槽電機(jī)性能的仿真對(duì)比分析

(23)

以電機(jī)的起動(dòng)性能、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、定子電流、氣隙磁密為對(duì)比分析對(duì)象，分析各對(duì)照組電機(jī)的性能特性。

3.1 空載下起動(dòng)性能對(duì)比分析

空載時(shí)，Tm=0，此時(shí)電機(jī)升速仿真結(jié)果如圖2所示。

圖2 不同轉(zhuǎn)子電機(jī)起動(dòng)性能對(duì)比圖

圖2可見(jiàn)，隨轉(zhuǎn)子槽數(shù)的增大，達(dá)到超調(diào)時(shí)間越短，24槽轉(zhuǎn)子達(dá)到超調(diào)量最大的時(shí)間明顯晚于其他轉(zhuǎn)子。34、32、30槽轉(zhuǎn)子在0.22 s前、28槽轉(zhuǎn)子在0.23 s、26槽轉(zhuǎn)子在0.24 s、24槽轉(zhuǎn)子在0.27 s分別達(dá)到穩(wěn)態(tài)。

根據(jù)表4，24、26、28、30、32、34槽轉(zhuǎn)子電機(jī)的起動(dòng)性能隨轉(zhuǎn)子槽數(shù)增加而變好，但總體相差不大。

表4 不同轉(zhuǎn)子槽電機(jī)起動(dòng)特性對(duì)比表

3.2 電磁轉(zhuǎn)矩性能對(duì)比分析

根據(jù)1.2中分析，主要分空載和額定負(fù)載兩種情況進(jìn)行仿真對(duì)比?？蛰d時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，示意圖如圖3所示?？蛰d時(shí)，各轉(zhuǎn)子槽穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)如表5所示。

圖3 空載時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)對(duì)比圖

表5 不同轉(zhuǎn)子槽的五相感應(yīng)電機(jī)(正負(fù)向)轉(zhuǎn)矩峰值表

穩(wěn)態(tài)下，轉(zhuǎn)子26槽、28槽有較小的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，且轉(zhuǎn)子26槽優(yōu)于轉(zhuǎn)子28槽電機(jī)。

在15 N·m恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，電機(jī)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩如圖4所示。

圖4 負(fù)載時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)對(duì)比圖

轉(zhuǎn)矩波動(dòng)如下表6所示。

表6 不同轉(zhuǎn)子槽的五相感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)表

由表6知，26槽、30槽和34槽轉(zhuǎn)子的電機(jī)，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)相對(duì)較小，均在允許范圍≤5%內(nèi)。

3.3 定子電流對(duì)比分析

空載時(shí)，由于電機(jī)不需要輸出功率，故定子電流主要提供定子銅耗、鐵耗和轉(zhuǎn)子的機(jī)械損耗，不同轉(zhuǎn)子槽數(shù)的電機(jī)定子電流及氣隙磁密變化不大。

空載時(shí)的仿真結(jié)果如圖5所示。

圖5 空載時(shí)穩(wěn)態(tài)定子電流波形圖

圖5可見(jiàn)，空載時(shí)不同轉(zhuǎn)子槽數(shù)下，定子電流波形基本為正弦波，提取Maxwell軟件仿真數(shù)據(jù)，采用MATLAB軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，其定子電流基波幅值、主要諧波次數(shù)及THD大小基本一致。

由表7可以看出，在同一定子情況下，轉(zhuǎn)子空載時(shí)，電機(jī)定子電流波形為26槽、34槽轉(zhuǎn)子電機(jī)略優(yōu)于28槽、30槽轉(zhuǎn)子電機(jī)，24槽、32槽轉(zhuǎn)子電機(jī)最次。

表7 不同轉(zhuǎn)子槽的五相感應(yīng)電機(jī)空載定子電流

在負(fù)載時(shí)，除需要提供定子銅耗、鐵耗和轉(zhuǎn)子的機(jī)械損耗外，還需要克服負(fù)載轉(zhuǎn)矩消耗功率。此時(shí)，由于轉(zhuǎn)子槽數(shù)不同，轉(zhuǎn)子上通過(guò)電流Ir不同，導(dǎo)致定子電流和氣隙磁密也發(fā)生變化。

負(fù)載時(shí)的仿真結(jié)果分別如圖6所示。

圖6 負(fù)載時(shí)穩(wěn)態(tài)定子電流波形圖

表8 不同轉(zhuǎn)子槽的五相感應(yīng)電機(jī)負(fù)載定子電流

在2.5 kW電機(jī)的15 N·m恒轉(zhuǎn)矩額定負(fù)載作用下，由于增加了用于功率輸出的勵(lì)磁電流，24、28、32槽轉(zhuǎn)子電機(jī)的定子電流發(fā)生明顯畸變，26、30、34槽轉(zhuǎn)子的電機(jī)定子電流波形基本不變，不同轉(zhuǎn)子的電機(jī)定子電流幅值大小為26槽>30槽>34槽。

對(duì)比空載和負(fù)載情況下電機(jī)定子電流情況，可以看出，26、34槽轉(zhuǎn)子的電機(jī)的定子電流波形較好，26槽更佳。

3.4 徑向氣隙磁密對(duì)比分析

徑向氣隙磁密對(duì)電機(jī)的剪切力、飽和程度、輸出功率、損耗也都有著重要影響。在功率、效率等基本不變的情況下，由于槽數(shù)變化和槽型的變化如表3所示，電機(jī)的徑向氣隙磁密也會(huì)發(fā)生變化。在空載情況下，以轉(zhuǎn)子24槽電機(jī)為例，在定子通入正弦電壓后，在2個(gè)極距范圍內(nèi)，采用MATLAB軟件分析，徑向氣隙磁密沿圓周長(zhǎng)度分布及徑向氣隙磁密的各次諧波幅值如圖7所示。24槽、26槽、28槽、30槽、32槽、34槽轉(zhuǎn)子電機(jī)的徑向氣隙磁密的各次諧波幅值對(duì)比圖如圖8所示。

圖7 空載徑向氣隙磁密分布及各次諧波幅值(24槽轉(zhuǎn)子電機(jī))

圖8 不同轉(zhuǎn)子槽電機(jī)空載徑向氣隙磁密各次諧波幅值對(duì)比圖

由圖8可以看出，空載情況下，電機(jī)徑向氣隙磁密主要存在17、19，37、39次諧波。在不同轉(zhuǎn)子槽下，徑向氣隙磁密的各次諧波幅值變化不大。

在15 N·m的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載情況下，以轉(zhuǎn)子24槽電機(jī)為例，在定子通入正弦電壓后，在2個(gè)極距范圍內(nèi)，采用MATLAB軟件分析，徑向氣隙磁密沿圓周長(zhǎng)度分布及徑向氣隙磁密的各次諧波幅值如圖9、圖10所示。

圖9 負(fù)載徑向氣隙磁密分布及各次諧波幅值(24槽轉(zhuǎn)子電機(jī))

圖10 不同轉(zhuǎn)子槽電機(jī)負(fù)載徑向氣隙磁密各次諧波幅值對(duì)比圖

負(fù)載情況下，徑向氣隙磁密波形中，基波含量基本一致，不同轉(zhuǎn)子槽的五相感應(yīng)電機(jī)主要含有11、13、15、17、19、37、39次諧波。根據(jù)文獻(xiàn)[21]，一般在情況下，電機(jī)高次諧波幅值較小，僅考慮15次以下低次諧波時(shí)，轉(zhuǎn)子26槽、34槽電機(jī)諧波含量相對(duì)較低。

通過(guò)上述對(duì)起動(dòng)性能、定子電流、電磁轉(zhuǎn)矩及氣隙磁密情況進(jìn)行的綜合分析，在定子40槽時(shí)，24、26、28、30、32、34槽轉(zhuǎn)子電機(jī)的起動(dòng)性能隨槽數(shù)增加而變好，但相差不大；相比24、28槽轉(zhuǎn)子，26、30和34槽轉(zhuǎn)子的電機(jī)負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)相對(duì)較小；26、34槽轉(zhuǎn)子的電機(jī)定子電流波形較好，畸變小且電機(jī)徑向氣隙磁密諧波含量相對(duì)較低，26槽時(shí)略好。因此，定子40槽時(shí)，小型五相感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子選用26槽、34槽時(shí)綜合性能比選用24、28、30、32槽要好，且26槽轉(zhuǎn)子的電機(jī)性能更優(yōu)?？梢源_定26槽、34槽適合作為定子40槽的小型五相感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子槽，26槽為優(yōu)選。

4 結(jié) 論

本文通過(guò)繞組函數(shù)法、多回路法和對(duì)電磁力波的分析，定性地描述了電機(jī)轉(zhuǎn)子槽數(shù)與電機(jī)性能之間的關(guān)系；通過(guò)槽配合對(duì)振動(dòng)、噪音的影響分析，初選了電機(jī)的轉(zhuǎn)子槽數(shù)；根據(jù)可選的轉(zhuǎn)子槽數(shù)設(shè)計(jì)了多型電機(jī)，作為實(shí)驗(yàn)電機(jī)對(duì)照組，采用有限元仿真方法，從電機(jī)本身要求和起動(dòng)性能、電磁轉(zhuǎn)矩性能、定子電流、徑向氣隙磁密等角度進(jìn)行了綜合定量分析。仿真比較結(jié)果表明，水下潛航器用定子40槽的小型五相感應(yīng)電機(jī)存在最佳的轉(zhuǎn)子槽數(shù)—26槽。本文分析思路可用于在工程上對(duì)小型五相感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子槽數(shù)優(yōu)選，對(duì)于其他相數(shù)的多相感應(yīng)電機(jī)的分析以及槽配合選取也極具借鑒意義。