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近年来,永磁材料性能伴随着科技发展飞速提升,这使永磁电机在各领域得到了广泛应用,特别是在高精度位置控制系统。齿槽转矩是永磁电机特有现象,会造成电机输出转矩脉动增大,产生噪声和振动。因此,研究削弱齿槽转矩方法提升电机性能,已成为现代永磁电机的研究热点之一。 首先,详细介绍了永磁无刷直流电动机(Permanent Magnet Brushless DC Motor,PMBLDCM)采用分数槽集中绕组的优点,归纳了采用此类绕组时电机槽极数的选择规律,基于能量法分析了齿槽转矩的表达式,分析总结了几种常用的齿槽转矩分析方法。 其次,讨论了齿槽转矩削弱方法,利用有限元软件建立了一台9槽10极PMBLDCM模型,计算电机的齿槽转矩。研究通过改变电机的极弧系数、磁极偏心距离、槽口宽度和定子齿冠辅助槽四种参数对电机齿槽转矩的影响规律,归纳出针对削弱齿槽转矩每个参数的选取原则,分析了采用不同措施的利弊。 最后,在得到电机参数变化对齿槽转矩影响规律的基础上,选取三个敏感参数,通过正交试验设计方法选定槽口宽度、极弧系数以及磁极偏心距离多参数影响下的计算方案,采用多项式拟合三个参数与齿槽转矩幅值的关系,引入差分进化算法寻求多参数综合影响下电机齿槽转矩削弱效果较优的方案。采用有限元模拟对优化的齿槽转矩削弱方案进行了对比和校验。此外,对样机的齿槽转矩进行实验测试,通过实验和仿真结果的对比,验证了本文研究方法的正确性与有效性。