磁通切换型轴向磁场永磁电机定位力矩分析-东南大学学报.PDF
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第40卷第2期 东南大学学报(自然科学版) Vol.40 No.2
2010年3月 JOURNALOFSOUTHEASTUNIVERSITY(NaturalScienceEdition) Mar.2010
doi:10.3969/j.issn.1001-0505.2010.02.015
磁通切换型轴向磁场永磁电机定位力矩分析
林明耀 张 磊
(东南大学伺服控制技术教育部工程研究中心,南京210096)
摘要:为了有效削弱磁通切换型轴向磁场永磁(AFFSPM)电机的定位力矩,利用解析法与有限
元法相结合,对AFFSPM电机的定位力矩进行分析.采用能量差分法建立了该类电机定位力矩
的解析表达式;基于ANSYS建立了一台三相12/10极AFFSPM电机全场域三维有限元模型,对
其定位力矩进行仿真计算.结果表明:当转子齿宽占内径圆弧105°,且为准扇形齿时,该电机的
定位力矩最小;在定子轭部铁心不饱和的情况下,定位力矩随定子厚度减小而减小,而受转子厚
度的影响较小;转子齿表面开合适的辅助凹槽有利于削弱该电机的定位力矩;两侧定子错齿虽然
可以削弱定位力矩,但会给电机运行带来副作用.
关键词:磁通切换;轴向磁场;永磁电机;定位力矩
中图分类号:TM351 文献标志码:A 文章编号:1001-0505(2010)02029605
Analysisoncoggingtorqueinaxialfield
fluxswitchingpermanentmagnetmachines
LinMingyao ZhangLei
(EngineeringResearchCenterforMotionControlofMinistryofEducation,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)
Abstract:Anaxialfieldfluxswitchingpermanentmagnet(AFFSPM)machinewaspresentedasa
windpowergenerator.ToeffectivelyreducethecoggingtorqueintheAFFSPMmachine,astudyby
combininganalysismethodandfiniteelement(FE)methodwasconducted.Theanalyticalexpression
ofcoggingtorqueinAFFSPMmachineswasgiven,awholefield3DFEanalysismodelof3phase
12/10poleAFFSPMmachinewasbuiltbasedonANSYSsoftware,andthecoggingtorquewassimu
latedbyFEmethod.Theresultsindicatethatwhentherotortoothwidthis14timesthestatortooth
width,thecoggingtorqueintheAFFSPMmachineistheleast.Thecoggingtorqueisdirectlypropor
tionatetothethicknessofthestator,andlessaffectedbythethicknessoftherotor.Groovingappropri
atedummyslotsontherotorteethsurfacescanreducethecoggingtorque.Althoughstaggeringstator
teethcanalsoreducethecoggingtorque,itisdetrimentaltooperationoftheAFFSPMmachine.
Keywords:fluxswitching;axialfield;permanentmagnetmachines;
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