一种基于辅助槽的表贴式永磁同步电机齿槽转矩优化方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116011135A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202211588035.2(22)申请日2022.12.12(71)申请人三峡大学地址443000湖北省宜昌市大学路8号(72)发明人白文博冉华军(74)专利代理机构深圳知帮办专利代理有限公司44682专利代理师谭慧(51)Int.Cl.G06F30/17(2020.01)G06F30/23(2020.01)G06F30/27(2020.01)G06F111/06(2020.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种基于辅助槽的表贴式永磁同步电机齿槽转矩优化方法(57)摘要本申请涉及电机技术领域，尤其涉及一种基于辅助槽的表贴式永磁同步电机齿槽转矩优化方法，包括：在每个永磁体的表面上开设辅助槽，得到设槽电机；构建相应于设槽电机的仿真模型；分别对设槽电机在不同磁极偏心距、不同的辅助槽半径和相邻磁极辅助槽不同递增角度进行有限元仿真分析，相应地得到变化规律；通过响应面法拟合响应模型；通过混合遗传蚁群算法对响应模型进行求解，得到齿槽转矩的优化值。本申请通过在永磁体表面开槽，改变气息磁场的谐波分量，从而使气隙磁场的储能量发生变化，以及本申请通过在永磁体表面开槽，可改变电机气隙磁密波形，此外还具有工艺简单和还不影响电机其他特性的优点，可以有效减小齿槽转矩，提高电机控制精度。CN116011135ACN116011135A权利要求书1/1页1.一种基于辅助槽的表贴式永磁同步电机齿槽转矩优化方法，其特征在于，包括：S1：在表贴式永磁同步电机的每个永磁体的表面上均匀开设若干个辅助槽，得到设槽电机；S2：基于有限元软件，构建相应于设槽电机的表贴式永磁电机仿真模型；S3：根据表贴式永磁电机仿真模型，分别对设槽电机在不同磁极偏心距、不同的辅助槽半径和相邻磁极辅助槽不同递增角度进行有限元仿真分析，相应地得到设槽电机分别在不同磁极偏心距、不同的辅助槽半径和相邻磁极辅助槽不同递增角度下齿槽转矩的变化规律；S4：依据变化规律，通过响应面法拟合齿槽转矩关于磁极偏心距、辅助操半径和辅助槽递增角度的响应模型；S5：通过混合遗传蚁群算法对响应模型进行求解，得到齿槽转矩的优化值。2.根据权利要求1所述的一种基于辅助槽的表贴式永磁同步电机齿槽转矩优化方法，其特征在于，每个所述永磁体上的辅助槽均呈对称分布；以及，相邻磁极中辅助槽的位置呈依次偏转设置。3.根据权利要求2所述的一种基于辅助槽的表贴式永磁同步电机齿槽转矩优化方法，其特征在于，所述辅助槽的设置形状为半圆形；以及，取永磁体的中心线作为对称轴，半圆形的辅助槽关于永磁体的中心线呈中心对称设置。4.根据权利要求3所述的一种基于辅助槽的表贴式永磁同步电机齿槽转矩优化方法，其特征在于，下一相邻磁极上半圆形的辅助槽的位置角相较上一磁极半圆形的辅助槽的位置角向两侧递增相同的角度。5.根据权利要求1所述的一种基于辅助槽的表贴式永磁同步电机齿槽转矩优化方法，其特征在于，所述方法还包括：S6：构建可批量化计算的表贴式永磁同步电机齿槽转矩优化平台；所述优化平台以设槽电机的参数为输入值，以及以输入值构建相应的仿真模型，以及分别对设槽电机在不同磁极偏心距、不同的辅助槽半径和相邻磁极辅助槽不同递增角度进行有限元仿真分析，相应地得到设槽电机分别在不同磁极偏心距、不同的辅助槽半径和相邻磁极辅助槽不同递增角度下齿槽转矩的变化规律，以及通过响应面法拟合齿槽转矩关于磁极偏心距、辅助操半径和辅助槽递增角度的响应模型，以及通过混合遗传蚁群算法对响应模型进行求解，得到齿槽转矩的优化值。6.根据权利要求1所述的一种基于辅助槽的表贴式永磁同步电机齿槽转矩优化方法，其特征在于，所述有限元软件为Maxwell。7.根据权利要求1所述的一种基于辅助槽的表贴式永磁同步电机齿槽转矩优化方法，其特征在于，所述响应面法基于响应面软件实施；以及，所述响应面软件为Design‑Expert.V8.0.6.1。2CN116011135A说明书1/5页一种基于辅助槽的表贴式永磁同步电机齿槽转矩优化方法技术领域[0001]本申请涉及电机技术领域，尤其涉及一种基于辅助槽的表贴式永磁同步电机齿槽转矩优化方法。背景技术[0002]随着永磁材料性能的不断提高，永磁电机越来越广泛地应用于高性能的控制系统中。[0003]相较于传统的电励磁电机，永磁电机具有体积小、重量轻、能量密度高、效率和功率因数高等优点。[0004]然而，永磁体和定子齿槽相互作用产生的的齿槽转矩是永磁电机特有的问题，导致转矩波动，引起振动和噪声，影响系统的控制精度，所以减小永磁电机的齿槽转矩尤为重要。发明内容[0005]本申请提供了一种基于辅助槽的表贴式永磁同步电机齿槽转矩优化方