一种减小6极9槽同步电机转矩波动方法
【专利摘要】本发明属于一种减小同步电机转矩波动方法，具体涉及一种减小6极9槽同步电机转矩波动方法。它包括如下步骤：计算功率；计算电枢内径；计算电枢铁芯长；选择槽型为梯形口扇形槽；计算转子紧圈内径；计算转子磁钢内径；计算转子磁钢切面两端最最低点到最高点的长度；计算转子磁钢长度。本发明的优点是，分别对6极9槽电机定子、转子结构进行设计来减小电机反电势谐波，从而实现减小电机转矩波动的目的。
【专利说明】
-种减小6极9槽同步电机转矩波动方法
技术领域
[0001] 本发明属于一种减小同步电机转矩波动方法，具体设及一种减小6极9槽同步电机 转矩波动方法。
【背景技术】
[0002] 6极9槽电机是一种集中绕组电机，集中绕组电机每个线圈绕在一个齿上，缩短了 线圈周长和绕组端部伸出长度，减小用铜量并且减小铜耗，进而提高电机效率。
[0003] 6极9槽电机在集中绕组电机中电机极数较少，可W减小铁忍交变磁场频率，减小 铁耗，特别适合高速电机。并且6极9槽电机W少数目的大槽代替数目较多的小槽，槽利用率 高，提高槽满率。因此6极9槽电机适合高速高功率密度的同步电机。
[0004] 6极9槽电机存在的缺点是电机反电势谐波大，造成电机的转矩波动大，影响电机 运行平稳性。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种减小6极9槽同步电机转矩波动方法，它可W减小6极9槽 同步电机的转矩波动。
[0006] 本发明是运样实现的，一种减小6极9槽同步电机转矩波动方法，它包括如下步骤：
[0007] …计算功率P/龙电机长期运行，奶 .若电机短期运行，则 其 ? > 中PN为电机额定功率，rl^为电机预取效率；
[000引（2)计算电枢内径 B's为预取气隙磁密，A's为预取线负荷，曰1为 I： 预取计算极弧系数，V为预取长径比，电枢外径化>化1;
[0009] (3)计算电枢铁忍长L-V Dii;
[0010] (4脯韩弟形口蕭刻曹，取槽肩宽槽^
其中hxi为槽肩深，hoi为槽口深，hsi为槽身深，取槽口宽boi ;
[0011] (5)计算转子紧圈内径Dm=化1-%，8为气隙宽度，取转子紧圈外径Dm<^<化1;
[0012] ( 6 )计算转子磁钢内径Dmi = Dm-2Hm，Hm为磁钢切面沿中轴线最低点到最高点的距 离；
[0013] (7)计算转子磁钢切面两端最最低点到最高点的长届
W转子 磁钢切面两端两最高点和转子磁钢切面沿中轴线最高点=点确定一圆弧Li,该圆弧为转子 磁钢外圆弧；
[0014] (8)转子磁钢长度Lc = Ld
[0015] 本发明的优点是，分别对6极9槽电机定子、转子结构进行设计来减小电机反电势 谐波，从而实现减小电机转矩波动的目的。
【附图说明】
[0016] 图1定子槽型图；
[0017] 图2定子结构图；
[001引图3磁钢切面图；
[0019] 图4采用本发明的6极9槽电机模型；
[0020] 图5未采用本发明优化的6极9槽电机模型；
[0021 ]图6采用本发明方法的电机转矩波形图；
[0022] 图7未采用本发明方法的电机转矩波形图。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细介绍：
[0024] -种减小6极9槽同步电机转矩波动方法，它包括如下步骤：
[002引。肿算媒肆/，若电机长期运行，则- 若电机短时运行，贝 ! O
其中Pn为电机额定功率，为电机预取效率。
[00%] (2)计算电枢内$ B's为预取气隙磁密，A's为预取线负荷，曰1为 预取计算极弧系数，V为预取长径比，电枢外径化>化1。
[0027] (3)计算电枢铁忍长
[002引（4麵暫淵辦口蕭身曹规臟
巧怖a为槽肩深，hoi为槽口深，hsi为槽身深。取槽口宽boi。臟。
[0029] (5)计算转子紧圈内径Dm=化1-%，8为气隙宽度，取转子紧圈外径Dm<^<化1。
[0030] ( 6 )计算转子磁钢内径Dmi = Dm-2Hm，Hm为磁钢切面沿中轴线最低点到最高点的距 离。
[0031] (7)计算转子磁钢切面两端最最低点到最高点的长运
W转子 磁钢切面两端两最高点和转子磁钢切面沿中轴线最高点=点确定一圆弧Li,该圆弧为转子 磁钢外圆弧。
[0032] (8)转子磁钢长度Lc = Ld
[0033] 结合实施例、附图对本发明作进一步描述：永磁同步电机参数为额定电压化= 270V，额定转速nN=l〇〇(K)rpm，额定转矩TN = 4Nm，额定功率PN = 4.18kW，长期运行，采用6极 9槽结构。
[0034] I.预取效率=0.9,计算功率
乙
[00对 2.预取线负荷4'3 = 304/臟，预取气隙磁密8'8 = 0.71'，预取计算极弧系数日1 = 0.9， 预取长径比人' =2.2,计算电枢内名
电枢外径Di = 84mm。
[0036] 3.计算电枢铁忍长L-A'Dii S 85mm。
[0037] 4.选择槽型为梯形口扇形槽，取槽口宽boi = 0.5mm，槽肩深hxi = 1.4mm，槽口深hoi =0 . 5mm，槽身深hSI = I 5 . 5mm，则槽肩宽
，槽底宽
旨子槽型如图1所示，定子结构如图2所示。
[003引 5.取气隙宽度5 = 0.8mm，则转子紧圈内径Dm=化广％ = 37.4mm，取转子紧圈外径化 =38mmO
[0039] 6.取磁钢切面沿中轴线最化点到最高点的距离Hm二5mm，则转子磁钢内径Dmi = Dm- 細皿二 27 .AmmD
[0040] 7.转子磁钢切面两端最最低点到最高点的长运 W转 O 子磁钢切面两端两最高点和转子磁钢切面沿中轴线最高点=点确定一圆弧Li,该圆弧为转 子磁钢外圆弧。磁钢切面如图3所示。
[0041] 8.转子磁钢长度Lc = L = 85mm。
[0042] 9.定转子结构图如图4所示。
[0043] 对未采用本发明方法优化的6极9槽电机模型如图5所示，该模型定子结构与图2相 同，转子磁钢未进行优化，即Lmi = Hm=Smm,分别对图4图5电机模型进行有限元分析，转速 为额定转速m = 1000化pm时电机输出额定转矩Tn = 4Nm，得到的电机转矩波形图分别如图6、 图7所示。由仿真结果可知，采用本发明方法设计的电机转矩波动为0.25Nm，未采用本发明 方法设计的电机转矩波动为〇.45Nm。结果表明采用本发明设计方法可W减小6极9槽电机转 矩波动。
【主权项】
1. 一种减小6极9槽同步电机转矩波动方法，其特征在于:它包括如下步骤： (1) 计算功率P' 1，若电机长期运行，则其 中PN为电机额定功率，为电机预取效率；(2) 计算电枢内径 B's为预取气隙磁密，A's为预取线负荷，为预取 ，. 计算极弧系数，λ'为预取长径比，电枢外径化>化1; (3) 计算电枢铁忍长L-λ'化1; (4) ??型尉弟形口脯刘曹，取槽肩1其中hxl为槽肩深，hoi为槽口深，hsl为槽身深，取槽口宽boi。臟； (5) 计算转子紧圈内径Dm=化ι-2δ，δ为气隙宽度，取转子紧圈外径Dm<^<化1; (6 )计算转子磁钢内径Dmi = Dm-2Hm，Hm为磁钢切面沿中轴线最低点到最高点的距离； (7) 计算转子磁钢切面两端最最低点到最高点的长度W转子磁钢 切面两端两最高点和转子磁钢切面沿中轴线最高点Ξ点确定一圆弧Li，该圆弧为转子磁钢 外圆弧； (8) 转子磁钢长度以=1。
【文档编号】H02K29/03GK105939087SQ201510094682
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2015年3月3日
【发明人】郝晓宇, 揭军, 黄建, 周晶晶, 李建军
【申请人】北京自动化控制设备研究所