永磁同步发电机齿槽转矩削弱方法研究

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1、万方数据第27卷第5期2013年5月电子测量与仪器学报JOURNALOFELECTRONICMEASUREMENTANDINSTRUMENT％f．27No．5·461·DOI：10．3724／SP．J．1187．2013．00461永磁同步发电机齿槽转矩削弱方法研究何庆领王群京(合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥230009)摘要：永磁同步发电机在风力发电系统中应用越来越广泛，然而由永磁体与有槽定子铁芯之间的相互作用产生的齿槽转矩，会引起振动和噪声，并影响风力发电系统的控制精度。文章推导了基于能量法和傅里叶分解的齿槽转矩表达

2、式，分析了削弱齿槽转矩的影响因素，提出了一种基于开辅助齿的削弱齿槽转矩的方法。在此基础上，给出了开辅助齿情况下的傅里叶分解系数，并分析了辅助齿宽度以及辅助齿高度对齿槽转矩的影响。最后利用有限元法对其进行了验证，结果表明，采用1／3槽宽的辅助齿宽度时，齿槽转矩基波分量减小了39．08％，有限元方法计算结果证明得出的结论是正确有效的，所得结论可为进一步优化永磁电机设计提供理论依据。关键词：永磁同步发电机；齿槽转矩；辅助齿；能量法；有限元法中图分类号：TM351文献标识码：A国家标准学科分类代码：470．4024Researchon

3、weakeningmethodforcoggingtorqueinpermanentmagnetsynchronousgeneratorHeQinglingWangQunjing(HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China)Abstract：，I'heapplicationofpermanentmagnetsynchronousgenerator(PMSG)inwindpowergenerationsystembecomesmoreextensive．However，thecog

4、gingtorquecausedbytheinteractionbetweenthepermanentmagnetandslottedstatorcorecanleadtothevibrationandthenoise，andaffecttheprecisioncontrolofwindpowergenerationsystem．UsingenergymethodwithFourierseriesexpansion，aweakeningmethodforcoggingtorquebyopeningauxiliarytoothi

5、sproposedinthispaper，andtheinfluencingfactorswhichcouldweakeneoggingtorqueareana—lyzed．Onthebasisabove，theFourierdecompositioncoefficientsarededuced．Inaddition，tlleinfluenceoftheauxiliarytoothoncoggingtorqueisanalyzedindetail．Finally，thevalidityoftheproposedmethodis

6、verifiedbyfi-niteelementmethod．’nleresultsshowthatwhentheauxiliarytoothwidthofthirdgroovewidthisadopted．thefun-damentalcomponentofcoggingtorqueisreducedby39．08％，andthecalculationresultbyfiniteelementmethodprovesthattheconclusioniscorrect．TheconclusionCanprovideatheo

7、reticalbasisforfurtheroptimizationofper-manentmagnetmotor．Keywords：permanentmagnetsynchronousgenerator(PMSG)；coggingtorque；auxiliarytooth；energymethod；fi—niteelementmethod1引言随着世界各国对可再生能源开发和利用的重视，风力发电越来越受到人们的广泛关注。在风力发电组中，永磁同步发电机所占的比重越来越大。收稿日期：2012-11ReceivedDate：2012

8、-1l女基金项目：国家自然科学基金(51177033)资助项目永磁电机的永磁体和有槽定子铁芯之间相互作用会产生齿槽转矩，导致转矩脉动，引起振动和噪声，从而影响电机的性能。在一些控制精度高的系统中，比如电网控制系统，机器人技术系统，非线性强耦合系统⋯，高精度位置和自适应控制系万