【摘要】:如果改为不等气隙,即磁体中央处的气隙较小,在极尖处有较大气隙,使磁体下的气隙磁通密度分布较接近于正弦波,有利于降低齿槽转矩和负载时的转矩纹波。在图10-11显示一台q=1电机,采用面包形磁片不等气隙形状并经优化后,与原来的均匀气隙(实线)相比,不均匀气隙的齿槽转矩(虚线)可降低50%以上。如果改为外径和内径是不同心(即偏心),使永磁体厚度不等,中央厚些,两侧薄些,这样气隙也变为不等气隙,同样能够降低齿槽转矩。
通常设计电机定转子之间气隙均匀的,磁体下的气隙磁通密度分布会较接近于梯形波,有较多谐波。如果改为不等气隙,即磁体中央处的气隙较小,在极尖处有较大气隙,使磁体下的气隙磁通密度分布较接近于正弦波,有利于降低齿槽转矩和负载时的转矩纹波。例如,多极电机采用表面粘结磁片结构时,每个磁片截面可设计为面包形,它与定子铁心间形成不等气隙,参见第6章图6-1的面包形磁片。在图10-11显示一台q=1电机,采用面包形磁片不等气隙形状并经优化后,与原来的均匀气隙(实线)相比,不均匀气隙的齿槽转矩(虚线)可降低50%以上。图中横坐标是转角与槽距之比,表示了在一个槽距内齿槽转矩变化波形。最大气隙/最小气隙比建议取2~3左右。
图10-11 均匀气隙与不均匀气隙的齿槽转矩比较
一些内转子表贴式电机常采用多极弧形磁片,如果弧形磁片外径和内径是同心圆时,永磁体厚度相等,气隙是均匀的。如果改为外径和内径是不同心(即偏心),使永磁体厚度不等,中央厚些,两侧薄些,这样气隙也变为不等气隙,同样能够降低齿槽转矩。在图10-12显示一台4极电机,原设计内外径同心,磁片外径37.2,内径29.2。改为偏心5.2后,磁片外径32,内径29.2,齿槽转矩有了明显的降低,约降低到1/10。图中还显示,如果进一步优化,齿槽转矩更低了。钕铁硼弧形磁片通常利用矩形坯料采用电火花线切割加工出圆弧部分,此时宜设计为外径和内径圆心的偏心等于磁片中央厚度(即最大厚度),这样既能够降低齿槽转矩又可以节省磁性材料,减少边角废料,降低永磁材料的成本。(www.daowen.com)
图10-12 磁片内外径同心与偏心对齿槽转矩的影响
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