基于复合磁性槽楔的整数槽和分数槽PMLSM性能对比及优化

发布时间：2021-04-06 13:51

　　为了降低电机齿槽力和推力波动,提高电机性能,提出一种由2种不同磁性材料复合而成的新型复合磁性槽楔（composite magnetic slot wedge,CMSW）,并根据复合形式不同分为上下复合和左右复合。建立整数槽（12S4P）和分数槽（3S4P）绕组结构的永磁直线同步电机（permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM）有限元模型,对比整数槽和分数槽绕组PMLSM在单一磁性槽楔和不同复合形式下复合槽楔的齿槽力、永磁损耗、电机推力及波动等电磁特性。结果表明,CMSW对电机推力波动抑制效果优于单一磁性槽楔,并得到不同绕组形式下的CMSW最佳复合形式和配合尺寸。有限元分析结果显示,复合磁性槽楔可以显著降低推力波动,减小涡流损耗,改善电机输出性能。 

【文章来源】：河南理工大学学报(自然科学版). 2020,39(06)北大核心

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【部分图文】：

优化前后电动势及谐波对比

电机的极槽配合主要有每极每相整数槽和每极每相分数槽两种:当每极每相槽数q为整数时,绕组为整数槽绕组;当q为分数时,绕组为分数槽绕组[13],图1所示分别是整数槽和分数槽绕组的接线图。整数槽绕组节距为3,上、下两层完全相同,A,C,B相依次排列,4个线圈串联构成一相,三相间端部重叠;分数槽每个齿嵌套一个线圈,相邻齿上线圈反向串联,一个线圈构成一相,三相间无重叠绕组。图2为两者拓扑结构模型。初级分别采用整数槽绕组和分数槽绕组结构,次级由相同尺寸的N,S交错排列的永磁体组成。整数槽和分数槽绕组模型具有相同的长度、初级铁芯槽形、线圈串联总匝数、极距、极弧系数、永磁体用量等参数,模型参数如表1所示。

为了研究电机的电磁力,采用麦克斯韦应力张量法和虚位移法。麦克斯韦应力张量法适用于电子设备铁磁材料在磁场中的应力分析,铁磁材料的总力可以通过磁张量的表面积分法计算,即表1 模型参数Tab.1 Model parameters 整数槽12S4P 分数槽3S4P 总长/mm 180 180 极距/mm 45 45 槽深/mm 30 30 齿宽/mm 5 20 槽宽/mm 10 40 永磁体高度/mm 8 8 极弧系数 0.889 0.889 总匝数 524 524

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3121553