永磁同步電機力矩控制
什么是齒槽力矩電機?在永磁電機中,即使沒(méi)有電流通過(guò)定子,也會(huì )產(chǎn)生電磁轉矩。我們稱(chēng)這個(gè)扭矩為齒槽力矩。
由于空氣的滲透性系數不同于鐵心的滲透性系數,所以空間磁場(chǎng)在氣隙中的分布實(shí)際上是不均勻的,有切向分量和徑向分量。所以當轉子在空間旋轉時(shí),即使定子不通電,也會(huì )產(chǎn)生轉矩,即齒槽力矩。具體來(lái)說(shuō),我們用手指輕輕轉動(dòng)永磁體電機的輸出軸,就會(huì )感受到"一格一格"的感覺(jué)。
·磁極垂直于鐵心的位置(0°和180°)磁阻最大,扭矩為0,稱(chēng)為"不穩定平衡點(diǎn)".
·磁極對鐵心的位置(90°和270°)磁阻最小,扭矩為0,稱(chēng)為"穩定平衡點(diǎn)",無(wú)大負荷時(shí)轉子可以永久保持·在兩個(gè)平衡點(diǎn)之間,磁阻力矩為非線(xiàn)性,最大值一般接近定子齒的某一位置影響齒槽力矩的主要因素如下
1、永磁體的磁場(chǎng)強度。
2、槽的寬度
3、永磁體在轉子中的位置和尺寸精度
4、定子層壓階段受沖壓、織構方向、層壓方式、焊接等工藝影響。
在許多應用中,對電機轉矩波動(dòng)的要求非常嚴格,因此對電機本體提出了齒槽轉矩的要求。
如何降低電機齒槽轉矩?
·斜槽/斜級,這是最常見(jiàn)的做法,通常指定夾層或轉子永磁體的半個(gè)溜槽或一個(gè)溜槽。
由于斜槽處理過(guò)程的復雜性,轉子上更常見(jiàn)的做法是分段斜槽階段及其高級變體。
齒槽的缺點(diǎn)是,它可以減小感應電動(dòng)勢基波的幅值,從而減小輸出功率和輸出轉矩,電機泄漏和雜散損耗增加,降低了電機的效率,增加過(guò)程的復雜性。