集成式“V”形永磁体磁通切换电机性能分析
基于ANSYS Maxwell 2D内置式“V”型永磁同步电动机的转子结构优化-陈贤阳
为槽数，
GCD（z，2p）
为
2p
和
z
的最大公约数。
由(6) ~(8)分析可知，当永磁体对称时，n 只有取值为 Np 的倍数时，该次谐波才不为零。
[6]
故可得知磁极偏移对整数槽永磁电动机的齿槽转矩的消弱是有明显效果的 。
3 磁极偏移对齿槽转矩的影响
利用 Maxwell 有限元分析软件，分析不同的磁极偏移角度时，电机齿槽转矩的变化情
法。最后试制样机，通过和原先电机对比分析可知，电机的电气性能得到改善。
[ 关键词 ] 内置式；永磁同步电动机；磁极偏移；转子偏心；Maxwell2D；齿槽转矩
Optimization of the rotor structure of interior "V" type permanent magnet synchronous motors
表3 齿槽转矩Tcog
图 4 齿槽转矩曲线
由表3可以得知偏心距不是越大越好，随着分段偏心程度的增大，电机气隙的不均匀程 度也增加，引起齿槽转矩的增加。故偏心距的选择要在一定的范围内，这样才可以有效的 降低齿槽转矩。此刻在偏心距h=10mm时，齿槽转矩仅为0.16N.m，为原先齿槽转矩的18.8%。
[Chen Xian-yang, HUANG Kai-sheng, Ming Guo-feng, Chen Kui-neng] [Faculty of Automation, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006]
[ Abstract ] In order to make the integer slots permanent magnet synchronous motor running smoothly, this paper uses the method of the pole shift and rotor eccentricity are combined to reduce the cogging torque. The pole shift angle and the rotor eccentricity are scanning based on Maxwell 2D, then get the best deviation angle and eccentricity, it provides a reliable method for reducing the cogging torque of permanent magnet synchronous motor. Finally, a prototype, through the contrast and analysis of the original motor, electrical performance of motor is improved.
内置式V型永磁同步电机齿槽转矩优化
内置式V型永磁同步电机齿槽转矩优化【摘要】本文旨在探讨内置式V型永磁同步电机齿槽转矩优化的相关内容。
首先介绍了研究背景、研究意义和研究目的，明确了研究的目标和意义。
接着从理论基础和设计参数分析入手，解析了内置式V型永磁同步电机齿槽转矩优化的基本原理。
随后，通过有限元仿真提出了优化设计方法，展示了内置式V型永磁同步电机齿槽转矩的优化效果。
通过实验验证，进一步验证了优化设计的有效性。
探讨了内置式V型永磁同步电机齿槽转矩优化的意义，并对未来发展进行展望。
通过本研究可以更好地优化内置式V型永磁同步电机齿槽转矩，提高其工作效率和性能，具有重要的应用价值和推广意义。
【关键词】内置式V型永磁同步电机, 齿槽转矩优化, 理论基础, 设计参数分析, 有限元仿真, 实验, 未来发展, 意义, 结论, 展望未来1. 引言1.1 研究背景内置式V型永磁同步电机是一种应用广泛的电机类型，其在工业生产、交通运输和家用电器等领域都有着重要的应用。
与传统的感应电机相比，V型永磁同步电机具有高效率、高功率密度和快速响应的特点，因此受到了广泛关注和研究。
随着电机性能要求的不断提高，对V型永磁同步电机的齿槽设计和优化也变得越来越重要。
齿槽作为电机的关键部件之一，直接影响着电机的转矩输出和效率。
如何优化齿槽设计，提高电机的转矩性能成为了当前研究的热点之一。
本研究旨在通过理论分析、仿真模拟和实验验证的方法，探讨内置式V型永磁同步电机齿槽转矩优化的相关问题，为电机设计和应用提供更有效的技术支持。
通过对齿槽设计参数的分析和优化，实现电机性能的提升，提高电机的工作效率和稳定性，从而更好地满足各种应用的需求。
1.2 研究意义内置式V型永磁同步电机齿槽转矩优化的研究意义主要体现在以下几个方面：通过对内置式V型永磁同步电机齿槽转矩的优化研究，可以深入了解电机内部结构和工作原理，为今后设计更高效、更节能的电机提供参考和借鉴。
这对于推动电机行业的发展和技术创新具有积极意义。
电动汽车用模块化转子永磁型磁通切换电机分析与设计
随着电动汽车市场的不断扩大，对高效、可靠的电机需 求也在不断增加，因此该研究具有重要的市场价值。
技术创新
模块化转子永磁型磁通切换电机是一种新型的电机设计 ，具有创新性和前瞻性，未来有望在更多领域得到应用 。
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THANKS
1 2
成本高
模块化转子永磁型磁通切换电机的制造成本较 高，需要进一步降低成本才能广泛应用。
控制复杂
该电机的控制算法相对复杂，需要进一步研究 和优化控制策略。
3
实验验证不足
虽然理论分析和仿真结果证明了电机的可行性 和优势，但实验验证的不足也是一个需要改进 的方向。
研究价值与应用前景
节能减排
电动汽车的应用有助于减少环境污染和碳排放，而高效 、可靠的电机设计能够进一步提高节能减排的效果。
技术发展推动
近年来，随着电力电子技术、微处理器技术和材料科学的不断发展，电动汽车的技术水平得到了显著提高。同 时，模块化转子永磁型磁通切换电机作为一种新型的电机类型，具有高效、节能、结构简单等优点，为电动汽 车的发展提供了有力的技术支持。
研究现状与发展趋势
研究现状
目前，国内外学者对模块化转子永磁型磁通切换电机的研究已经取得了一定的成果。例如，在电机的 控制策略、性能优化、可靠性提高等方面取得了一些研究成果。同时，一些汽车制造商和研究机构也 在积极探索将该电机应用于电动汽车的可行性。
磁场矢量控制策略
利用磁场矢量控制方法，通过控制电流的相位和幅值，实现对电 机转矩的高效控制。
滑模控制策略
采用滑模控制方法，根据系统状态的变化，动态调整控制量，使 系统状态按照预设的滑模轨迹运动。
控制算法实现
空间矢量脉宽调制算法
01
磁通切换电机的工作原理
磁通切换电机的工作原理
磁通切换电机是一种利用基本的磁学原理，通过切换电流方向来改变电机的磁通方向和大小，从而实现电机的转动。
磁通切换电机通常由电源、电枢绕组和永磁体组成。
当电源施加在电枢绕组上时，会产生一个旋转的磁场。
同时，永磁体的磁场也会对电枢绕组产生影响。
在电机工作的不同阶段中，磁通切换电机的磁场会发生变化。
当电源的电流方向改变时，电枢绕组的磁场也会相应地改变方向。
这种磁场的变化会导致电枢绕组中的电流方向也相应地发生变化。
由于电枢绕组中的电流方向改变，电枢绕组在二维磁场中产生一个力矩，并将其转化为机械转动力。
这种力矩将继续推动电机的转动，直到磁极位置改变，并且力矩方向相反。
根据这个工作原理，在电机中，通过不断切换电源的电流方向，可以持续地改变电机的磁场方向和大小。
这样，就实现了电机的连续转动。
内置式V型永磁同步电机齿槽转矩优化
内置式V型永磁同步电机齿槽转矩优化【摘要】本文针对内置式V型永磁同步电机齿槽转矩优化展开研究。
在探讨了研究的背景、目的和意义。
接着，对内置式V型永磁同步电机齿槽设计进行了分析，研究了其转矩特性，并探究了优化方法。
通过仿真实验结果分析，评估了齿槽转矩优化的效果。
在结论部分总结了内置式V型永磁同步电机齿槽转矩优化的成果，探讨了研究的启示，并展望了未来的发展方向。
本研究为提高内置式V型永磁同步电机的性能和效率提供了重要参考，对于推动永磁同步电机技术的发展具有积极意义。
【关键词】内置式V型永磁同步电机、齿槽、转矩、优化、设计、特性分析、方法探究、仿真实验、效果评估、总结、研究启示、未来展望1. 引言1.1 研究背景内置式V型永磁同步电机在电动汽车和工业领域等应用中已经得到广泛应用。
其优点包括高效率、高功率密度、低噪音和低维护成本。
内置式V型永磁同步电机在运行过程中常常会出现齿槽转矩不稳定的问题，影响了电机的整体性能和稳定性。
目前，针对内置式V型永磁同步电机齿槽转矩不稳定的问题，已经有一些研究和方法进行探讨和优化。
现有的研究大多集中在理论分析和实验验证方面，而对于齿槽转矩优化的具体方法和效果评估还有待进一步研究和深入探讨。
本研究旨在通过深入分析内置式V型永磁同步电机的齿槽设计和转矩特性，探究适合该类型电机的优化方法，并通过仿真实验结果的分析来评估齿槽转矩优化的效果。
希望能够为提高内置式V型永磁同步电机的性能和稳定性提供一定的参考和指导。
1.2 研究目的研究目的是通过对内置式V型永磁同步电机齿槽转矩的优化，提高电机的运行效率和性能稳定性，进一步推动电动汽车等领域的发展。
通过优化齿槽设计，减小电机的功耗和磨损，延长电机的使用寿命，降低维护成本。
本研究旨在深入探讨内置式V型永磁同步电机齿槽转矩的优化方法，为相关领域的研究和实践提供理论支持和实用指导。
最终的目的是推动电机技术的发展，推动清洁能源的普及和应用，为构建绿色低碳的社会提供技术支持和保障。
V型内置混合式转子可控磁通永磁电机的分析及控制
天津大学硕士学位论文V型内置混合式转子可控磁通永磁电机的分析及控制姓名：***申请学位级别：硕士专业：电机与电器指导教师：***20060101天津大学硕士学位论文第一章绪论传统的永磁同步电机着想宽调速，大都采用矢量控制策略，通过控制直轴电流矢量豇产生的起直轴去磁作用的电枢反应磁动势削弱永磁磁场，维持高速运行时电机端电压的平衡，达到弱磁调速的目的。
这就希望直轴电感大一些，但由于直轴上存在磁阻较大的永磁体，直轴电感较低，弱磁范围有限，调速范围不宽。
弱磁调速时，因定子总电流是受限的，那么由交轴电流‘产生的可以利用的转矩就将下降；同时由于直轴电流蠡要一直存在，定子铜耗大。
丽对于变频器，若出现逆变失败，失去弱磁控制能力，高速旋转的永磁磁场会在电机绕组中感应出过高电压，有可能造成交频器功率器件损坏。
：ＶｌａｄｏＯｓｔｏｖｉｃ首先提出了可控磁通永磁同步电柳一己忆电机的思想［２１１３１。
其基本的工作原理，可通过图１－１和图１．２加以说明。
凋１－１给出了一台４极可控磁通记忆电机的横向剖面图，永磁体选用剩磁密度离但矫顽力却很低的铝镍钴。
转子上被切向磁化过的永磁体产生的磁通零。
经过气隙进入定子。
转子用永磁材料（两相邻深颜色部分）、软铁（永磁体两侧）湘非磁性材料（软铁之间三角部分）做成一个如同三明治那样夹层结构的永磁电机，用机械的方法固定在一根非磁性的轴上，‘转子外表面用非导磁圆筒固定。
在定子上施加一个与原磁化方向相反的电流脉冲缸，转予永磁体被部分去磁，如图１－２所示，在永磁体到轴表面之间有＿段距离ｈ处产生一令分界面，使得每块转子磁体被分成磁化方向不同的两个区域，穿过气隙的永磁主磁通减小了。
此种电机因其可以通过电流脉冲改变电机转子永磁体的磁化强度并对改变后的磁通密度具有记忆性，而称为记忆电机。
记忆电机最大优点是，可以在很宽的调速范围内运行，丽没有过多的电枢损耗，也不会牺牲其它电机特性。
但上述转子结构也有其不足之处。
虽然切向磁潞结构适合于极数较多的电机，但永磁体选用剩磁密度高但矫顽力低的铝镍结，要想获得足够的气隙磁密，则铝镍钻的厚度就要很高，在切向磁路结构下不易实现。
内置式V型永磁同步电机齿槽转矩优化
内置式V型永磁同步电机齿槽转矩优化【摘要】本文针对内置式V型永磁同步电机齿槽转矩优化进行研究。
首先介绍了背景和研究意义，随后详细探讨了内置式V型永磁同步电机齿槽转矩优化方法和齿槽设计优化。
接着对电机性能进行分析，并进行实验验证。
结果表明优化后的齿槽设计能显著提高电机性能。
最后对研究成果进行总结，展望未来研究方向。
本研究为内置式V型永磁同步电机的优化设计提供了重要参考，有望推动电机技术的进步和应用。
【关键词】内置式，V型永磁同步电机，齿槽，转矩，优化，设计，性能分析，实验验证，结果讨论，研究成果总结，未来展望。
1. 引言1.1 背景介绍在现代工业生产中，电机在各类机械设备中被广泛应用，其中V型永磁同步电机因其高效、节能、体积小等优点备受青睐。
而V型永磁同步电机的齿槽设计直接影响其性能表现，齿槽转矩优化则成为提高电机效率和性能的重要手段。
电机齿槽设计优化是提高电机效率和能力的关键因素之一。
优化设计可以使电机整体结构更合理，进而提高转矩密度、降低铁损和铜损，提高功率因素等。
通过齿槽转矩优化，可以有效提高V型永磁同步电机的性能和效率。
对于电机齿槽设计的研究和优化具有重要的意义。
本文旨在探讨内置式V型永磁同步电机齿槽转矩优化方法，通过对齿槽设计进行优化，从而提高电机性能。
通过对电机性能进行分析和实验验证，可以验证优化方法的有效性和可行性。
最终，通过对结果的讨论，总结出研究成果并展望未来的发展方向。
1.2 研究意义内置式V型永磁同步电机在电动车辆、风力发电、工业自动化等领域具有广泛的应用前景，其高效、节能、环保的特点备受关注。
而电机齿槽设计对其性能有着重要影响，特别是齿槽转矩的优化对提高电机的效率和性能具有至关重要的意义。
通过合理优化齿槽结构可以有效降低磁场泄漏、减小磁阻、提高转矩密度和功率密度，从而提高电机的输出性能。
研究内置式V型永磁同步电机齿槽转矩优化方法，对于提高电机效率、降低能耗、促进电动化和节能减排具有重要的现实意义和应用价值。
内置式V型永磁同步电机齿槽转矩优化
内置式V型永磁同步电机齿槽转矩优化
随着电动车市场的快速发展，电机技术的不断创新和突破已成为行业的重要趋势。
内
置式V型永磁同步电机作为电动车的重要部件，其性能和效率对整车的性能和续航能力有
着直接影响。
齿槽转矩作为永磁同步电机的重要参数，直接关系到电机的输出性能和效率。
对内置式V型永磁同步电机齿槽转矩的优化研究显得尤为重要。
内置式V型永磁同步电机采用了V型结构的转子和定子，能够提高电机的输出性能和
效率。
而齿槽转矩优化则是通过优化电机的磁场分布和磁路设计，进而提高电机的转矩密
度和输出性能。
本文将从磁场分布和磁路设计两个方面，对内置式V型永磁同步电机齿槽
转矩的优化进行详细阐述。
一、磁场分布
1. 磁场分布优化方法
为了实现内置式V型永磁同步电机齿槽转矩的优化，需要运用一系列的优化方法来改
善电机的磁场分布。
其中包括有限元分析、优化设计和磁路设计等方法。
通过有限元分析
可以对电机的磁场进行模拟和计算，进而找到磁场分布不均匀的地方。
然后，通过优化设
计方法可以对电机的结构和材料进行优化，进一步改善电机的磁场分布。
通过磁路设计可
以优化电机的磁路结构，提高电机的磁场均匀性和利用率。
二、磁路设计
1. 磁路设计原理
内置式V型永磁同步电机的磁路设计一般包括磁路结构优化、磁路材料选择和磁路参
数设计等内容。
通过合理设计电机的磁路结构，可以提高电机的磁场均匀性和利用率。
选
择合适的磁路材料和优化磁路参数，也能够提高电机的磁场强度和稳定性。
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第 ５期
电 机 与 控 制 学 报
Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ Ｃ Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎｅ Ｓ ａ ｎｄ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ
Ｖ０ １ ． １ ９ Ｎｏ ． ５
２ ０ １ ５年 ５月
Ｍａ ｖ ２ ０１ ５
集 成 式“ Ｖ” 形 永 磁 体 磁 通 切 换 电 机 性 能 分 析
机， 分 析 了其结 构特 点 ， 对 电机 绕组 空载反 电势 、 转 矩特 性 、 损 耗 以及效 率等 电磁 性 能进 行 了有 限元
分析 并与 常规 １ ２ ／ １ ０极磁 通切 换 电机进 行 了比较 。研 究表 明 ， 相对 于 常规 永磁 磁 通切换 电机 ， 该 电 机 结 构 能有 效提 高永磁 材 料 的利 用率及 功率 密度 。在 相 同线 负荷 下 ， 该 电机 平 均输 出转 矩提 高 了
Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ａ ｎ ｄ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ，Ｈ ｕ ａ ｉ ｙ ｉ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｈ ｕ ａ ｉ ’ ａ ｎ ２ ２ ３ ０ ０ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ｐｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｓ ａ ｎｄ ｗｉ ｃ ｈ ｅ ｄ ｌｕ ｆ ｘ － ｓ ｗｉ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎｅ ｓ
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ｐ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｗ ａ ｓ ａ ｎ ｌ ａ ｙ ｚ ｅ ｄ ．Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｉ ｆ ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ（ Ｆ Ｅ Ａ） ， ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｃ ｋ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍ ｏ ｔ ｉ ｖ ｅ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ（ Ｅ ＭＦ ） ，
２ ２ ． ８ ％， 转矩／ 永磁 材 料 体积 比值 提 高 了 ２ ６ ． ３ ％， 额 定 负载 时输 出功 率 能增 加 近 ２ ４ ％， 效率 则 下 降 ２ ． １ ％ 。 总体 说 来 ， 该 电机 继承 了永磁 无刷 类 电机 高 效率 、 高转 矩 密度 、 高功 率 密度 的 特 点 ， 在 电动
汽 车等新 能 源汽 车领 域 具有应 用前 景 。 关键 词 ： 磁 通切 换 电机 ； 转 矩 ；有 限元分 析 ；涡 流损耗 ；效 率
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． １ ５ ９ ３ ８ ／ ｊ ． ｅ ｍ ｃ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ５ ． ０ １ ３
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｍ ３ ０ １ ． ３ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ７ — ４ ４ ９ Ｘ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ５ — ０ ０ ９ ０ — ０ ７
莫丽红 ， 全力 ， 朱孝 勇 ， 陈云云
（ １ ． 江苏大学 ｃ ａ气信息工程学 院 ， 江苏 镇江 ２ １ ２ ０ １ ３ ； ２ ． 淮 阴工学 院 电子 与电气 工程学 院 ， 江苏 淮安 ２ ２ ３ ０ ０ ３ ）
摘 要 ： 为提 高永磁 磁 通 切 换 电机 中永磁 体 利 用率 ， 介 绍 了一 种 集 成 式“ Ｖ” 形永磁 体磁 通 切 换 电
ｓ ａ ｎ ｄ ｗ ｉ ｃ ｈ ｅ ｄ ｓ ｗ ｉ ｔ ｃ ｈ ｅ ｄ － ｌ ｆ ｕ ｘ ａ ｎ ｄ Ｖ — ｓ ｈ ａ ｐ ｅ ｐ ｅ ｒ ｍａ ｎ ｅ ｎ ｔ ・ ｍ ａ ｇ ｎ ｅ ｔ（ Ｓ Ｓ Ｆ Ｖ Ｐ Ｍ）ｍ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｗ ａ ｓ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ｔ ｏ —
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