一種消弱永磁同步電機齒諧波電勢的有效方法
李開成（華中理工大學武漢430074）
【摘 要】通過永磁同步電機轉子磁極采用多段斜磁鋼結構消弱齒諧波電勢的研究，得出了傾斜系數、分布系數，以及綜合分布系數與磁鋼分段數、錯位距離、傾斜角度之間的關系。證明轉子磁極采用這種結構對基波電勢消弱甚小，而對齒諧波電勢能大大消弱。
【敘 詞】永磁電機同步電機／斜磁鋼磁極齒諧波電勢
l引言
齒諧波電勢的存在會使電機的電勢波形出現鋸齒。在交流調速系統所使用的永磁同步電動機中，加在電機上頻率可調的三相電壓多采用脈寬調制的方法，由功率電子器件提供，該電壓含有豐富的諧波成分，它使電機銅耗和鐵耗增加，電機性能受到影響。如果電機的齒諧波電勢又比較強，電機的性能將進一步惡化。因此，必須設法消弱齒諧波電勢。轉子磁極采用多段斜磁鋼結構是一種消弱齒諧波電勢的有效方法。
2傾斜系數、分布系數和綜合分布系數
設磁鋼形狀如圖1所示，磁鋼的弧面與側面不垂直，呈圓弧狀平行四邊形結構。一個磁極由j塊完全相同的磁鋼沿軸均勻分布而圖1磁鋼形狀成，每塊磁鋼側面偏離轉子軸向口，弧度，側面沿圓周方向扭過的弧度為p，相鄰兩磁鋼之間錯位的弧度為口（見圖2）。
2.1幀斜系數
對于傾斜磁鋼，如果將磁鋼細分成無窮多段，如圖3所示，則每微段磁鋼產生的磁通在定子導體中感應的同一次諧波電勢存在著相位差，使得合成的同次諧波電勢得到削弱，削弱的程度，可用類似于斜槽分數的傾斜系數表示。
磁鋼傾斜、定子槽不傾斜，與轉子磁鋼不傾斜、定子槽傾斜在定子繞組中感應電勢的效果一致，因此，傾斜系數可按斜槽系數導出。
如圖4所示，設有一導體，認為由n個相同的微段導體串聯而成，相鄰兩微導體之間相距角為(rad)，則基波傾斜系數為：
2.2分布系數
由于相鄰兩塊磁鋼之間有錯位，則每塊磁鋼產生的磁通在同一導體中感應的同一次諧波電勢存在相位差，使得合成的諧波電勢得到消弱，消弱的程度用分布系數表示。
如果第k塊磁鋼產生的磁通在定子繞組中感應的第v次諧波電勢為eqv．eikvα則j塊磁鋼產生的磁通感應的第v次諧波電勢為：
為第v次諧波分布系數。基波分布系數為：
2.3綜合分布系數
當磁極采用斜磁鋼分段錯位結構時，如果第k塊磁鋼產生的磁通在定子繞組中感應的第v次諧波電勢為  ，則磁鋼發出的磁通在定子繞組中感應的第y次合成諧波電勢為： 上式表明，對于既分段又傾斜的磁鋼，其綜合分布系數為傾斜系數和錯位分布系數之積。
3消弱齒諧波電勢的條件
由式(5)可知，若要消去第v次諧波電勢，應使
|
