永磁同步电机转矩波动抑制方法研究.pdf

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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn永磁同步电机转矩波动抑制方法研究**孙曌续，曹继伟，李立毅（哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院，哈尔滨，150001）5摘要：相比较于传统的电励磁电机，永磁同步电机结构简单，运行可靠，效率高，近年来随着永磁材料的发展和驱动控制技术的进步，在实践中得到越来越广泛的应用。但是由于永磁同步电机中永磁体的存在，定子铁心和永磁体会相互作用产生定位力矩，同时由于电流及反电势波形的不正弦，会在永磁同步电机运行过程中产生谐波转矩。二者叠加是永磁同步电机存在明显的转矩波动。在分析永磁同步电机

2、工作原理的基础上，推导建立了齿槽转矩和气隙10磁密的模型，并据此研究了转矩波动的抑制方法。最后建立了Maxwell2D有限元模型仿真验证了研究结论。关键词：永磁同步电机；转矩波动；优化方法中图分类号：TM37115ResearchonTorqueRippleReductionMethodofPermanentMagnetSynchronousMotorSUNZhaoxu,CAOJiwei,LILiyi(SchoolofElectricalEngineeringandAutomation,HarbinInstituteofTechnol

3、ogy,Harbin150001)20Abstract:Comparedwiththetraditionalelectromagnetismmotor,thepermanentmagnetsynchronousmotorhastheadvantagesofsimplestructure,reliableoperationandhighefficiency.Inrecentyears,withthedevelopmentofpermanentmagnetmaterialandtheprogressofdrivecontroltechno

4、logy,thepermanentmagnetsynchronousmotorhasbeenwidelyusedinpractice.However,duetothepresenceofpermanentmagnetsinthepermanentmagnetsynchronousmotor,thestatorcoreandthepermanent25magnetinteractwitheachothertoproducethepositioningtorque,andtheharmonictorqueisgeneratedduring

5、theoperationofthepermanentmagnetsynchronousmotorduetotheabsenceofthecurrentandthebacklashwaveform.Thetwoaresuperimposedonthepermanentmagnetsynchronousmotorthereisasignificanttorqueripple.Basedontheanalysisoftheworkingprincipleofpermanentmagnetsynchronousmotor,themodelof

6、coggingtorqueandairgapfluxdensityisdeducedandthesuppression30methodoftorquerippleisstudied.Finally,theMaxwell2Dfiniteelementmodelsimulationisestablishedtoverifytheconclusion.Keywords:PermanentMagnetSynchronousMotor;Torqueripple;Optimization0引言35永磁同步电机具有转动惯量小，效率高，动态响应能力好

7、的优点，同时其采用矢量控制，控制精度高。近年来，随着新型永磁材料的问世，永磁同步电机技术也在快速发展。但是，由于其本身结构的原因，转矩的波动也是一个不容忽视的指标。对于永磁同步电机，其转矩波动的主要来源有两方面：首先是齿槽转矩的影响。由于永磁同步电机中永磁体的存在，定子铁心和永磁体会相互作用产生定位力矩，以使得磁力线路径上的磁阻最小。因此，在永磁40同步电机运行过程，会出现周期性变化的定位转矩。第二是纹波转矩。由于电流及反电势波[1]形的不正弦，会在永磁同步电机运行过程中产生谐波转矩从而产生转矩波动。对于表面凸作者简介：孙曌续（199

8、2-），男，硕士研究生，主要研究方向：高环境温度永磁同步电机研究通信联系人：李立毅（1969-），男，教授，主要研究方向：直线电机及其驱动与控制技术，变频调速高速.E-mail:liliyi@hit.edu.cn-1-中