论文部分内容阅读
外转子永磁同步电动机是一种转子在外定子在内的永磁同步电动机。它具有永磁同步电动机结构简单、运行可靠、体积小、质量轻、损耗少和效率高等一系列优点，在电梯与电动汽车领域得到了应用。与同体积内转子永磁同步电动机相比，外转子永磁同步电动机转子直径长,定子直径短，定子绕组端部接线短，可以节省铜线，降低铜耗，减少电动机的发热量，从而在一定程度上提高了电动机的效率。因此，对外转子永磁同步电动机的研究是很有必要的。 本文简单介绍了永磁材料以及永磁电机的发展情况，对国内外有关外转子永磁同步电动机的研究进行了综述，详细概述了永磁同步电动机的各种转子磁路结构及其特点，永磁同步电动机的工作原理以及数学模型。 本文分析了电动机的定子磁场，采用等效面电流法对永磁体进行等效，利用解析法分析了永磁体气隙磁场。分析不同相带分数槽定子绕组谐波，包括大小相带绕组、60°相带绕组和120°相带绕组，分析结果表明三种不同相带分数槽绕组的谐波分布系数具有周期性，60°相带分数槽绕组所包含的谐波次数是最少的。通过分数槽集中绕组槽极配合的约束条件选出三种不同的槽极配合，分别是9槽6极、12槽8极以及12槽10极，分析了这三种结构电动机定子绕组为60°相带绕组时定子绕组谐波次数。利用有限元软件 ANSYS Maxwell2D分析这三种结构电动机的永磁体磁场，根据傅里叶分解可得到这三种结构电动机永磁体磁场谐波数据。对这三种不同槽极配合的电动机进行径向力波分析，确定有利于降低和改善电动机电磁振动与噪声的槽极配合为12槽8极。由于永磁电机本身的齿槽物理结构会不可避免地产生齿槽转矩，本文通过优化极弧系数和磁极偏移的方法可以有效地降低外转子永磁同步电动机的齿槽转矩。最后给出了优化后12槽8极外转子永磁同步电动机的有限元仿真结果，电动机的性能得到了改善。