摘要
永磁同步电机由于具有高转矩密度、高功率因数、良好的调速性能等优点，在风力发电、混合动力汽车和电动汽车中应用广泛。连续极永磁同步电机在保证电机输出转矩未有较大变化的同时，极大提高了永磁体利用率，降低了电机的制造成本。但连续极电机由于转子结构特殊，气隙磁密谐波丰富，电机转矩波动较高，电机性能较差。为提高电机性能，本文以连续极永磁同步电机为研究对象，对其转矩波动进行分析，以此为基础进行低转矩波动分数槽连续极永磁同步电机设计。 针对分数槽连续极永磁同步电机纹波转矩较高的问题，本文从定子磁动势低谐波设计角度对电机绕组结构进行设计，提出了一种不等匝数四层绕组结构，通过计算两套双层绕组之间相距机械角度与每相绕组中线圈匝数配比，有效降低了电机定子磁动势中特定次谐波幅值，降低了电机纹波转矩，使电机转矩波动得到有效降低。最后，通过有限元仿真分析，验证了所提新型绕组结构能够有效削弱分数槽连续极永磁同步电机非工作次定子磁动势谐波，使电机转矩波动有效降低,提高了电机转矩输出性能与电机运行稳定性。 针对分数槽连续极永磁同步电机气隙磁密分布不均、气隙磁密谐波丰富造成电机齿槽转矩较高的问题，本文从转子磁动势低谐波设计角度对电机磁极结构进行设计，提出了偏心磁极与阶梯型磁极两种新型磁极结构，通过改变偏心磁极的偏心距与形状、阶梯型磁极的尺寸参数，有效降低了电机气隙磁密谐波幅值，使电机齿槽转矩显著下降，进而降低了电机转矩波动。最后，通过有限元仿真分析，验证了所提新型磁极结构能有效削弱分数槽连续极永磁同步电机的气隙磁密偶次谐波，使电机转矩波动有效降低,提高了电机转矩输出性能与电机运行稳定性。
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