三段Halbach磁鐵陣列永磁同步電機(jī)鐵心的優(yōu)化設(shè)計(jì)
本文選題:永磁同步電動(dòng)機(jī) + Halbach磁鐵陣列; 參考:《電機(jī)與控制學(xué)報(bào)》2017年04期
【摘要】:Halbach磁鐵陣列和集中繞組的分?jǐn)?shù)槽繞組應(yīng)用于永磁同步電機(jī)可提高輸出轉(zhuǎn)矩并降低轉(zhuǎn)矩波動(dòng),滿足伺服系統(tǒng)快速性和高精確度的要求,但需要對(duì)電機(jī)鐵心進(jìn)行再設(shè)計(jì)。依據(jù)Halbach磁鐵陣列的理論建立了每極三段Halbach磁鐵陣列永磁同步電機(jī)磁場(chǎng)的模型,并分析了氣隙磁場(chǎng)特點(diǎn),提出采用集中繞組的分?jǐn)?shù)槽繞組削弱齒諧波。分析電機(jī)鐵心的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),確定多個(gè)關(guān)鍵尺寸為設(shè)計(jì)變量,以一定電流的最大轉(zhuǎn)矩平均值和最小轉(zhuǎn)矩波動(dòng)為主要優(yōu)化目標(biāo),采用Taguchi方法簡(jiǎn)化優(yōu)化設(shè)計(jì)的計(jì)算,并建立了雙層的優(yōu)化模型。以一臺(tái)8極9槽的伺服電動(dòng)機(jī)為例,采用有限元計(jì)算,闡述了每極三段Halbach磁鐵陣列永磁電機(jī)多變量、多目標(biāo)的優(yōu)化過(guò)程。
[Abstract]:The application of Halbach magnet array and fractional slot windings of concentrated windings to PMSM can increase the output torque and reduce the torque ripple, and meet the requirements of the servo system for rapidity and high accuracy, but the core of the PMSM needs to be redesigned.Based on the theory of Halbach magnet array, the magnetic field model of Halbach permanent magnet synchronous motor with Halbach magnet array for each pole is established, and the characteristics of air gap magnetic field are analyzed. The fractional slot winding with concentrated windings is used to weaken the tooth harmonics.The structural characteristics of the motor core are analyzed, and several key dimensions are determined as design variables. The Taguchi method is adopted to simplify the calculation of the optimum design, taking the maximum torque average and the minimum torque ripple of a certain current as the main optimization objectives.A double-layer optimization model is established.Taking an 8-pole 9-slot servo motor as an example, the optimization process of multi-variable and multi-objective Halbach magnet array permanent magnet motor with three segments per pole is described by finite element method.
【作者單位】: 上海電機(jī)學(xué)院電氣學(xué)院;悉尼理工大學(xué)電氣機(jī)械和機(jī)電系統(tǒng)學(xué)院;
【基金】:國(guó)家自然科學(xué)基金(61374136) 上海電機(jī)學(xué)院登峰學(xué)科建設(shè)(15DFXK01)
【分類號(hào)】:TM341
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,本文編號(hào):1773768
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