一种消弱永磁同步电机齿谐波电势的有效方法
李开成（华中理工大学武汉430074）
【摘 要】通过永磁同步电机转子磁极采用多段斜磁钢结构消弱齿谐波电势的研究，得出了倾斜系数、分布系数，以及综合分布系数与磁钢分段数、错位距离、倾斜角度之间的关系。证明转子磁极采用这种结构对基波电势消弱甚小，而对齿谐波电势能大大消弱。
【叙 词】永磁电机同步电机／斜磁钢磁极齿谐波电势
l引言
齿谐波电势的存在会使电机的电势波形出现锯齿。在交流调速系统所使用的永磁同步电动机中，加在电机上频率可调的三相电压多采用脉宽调制的方法，由功率电子器件提供，该电压含有丰富的谐波成分，它使电机铜耗和铁耗增加，电机性能受到影响。如果电机的齿谐波电势又比较强，电机的性能将进一步恶化。因此，必须设法消弱齿谐波电势。转子磁极采用多段斜磁钢结构是一种消弱齿谐波电势的有效方法。
2倾斜系数、分布系数和综合分布系数
设磁钢形状如图1所示，磁钢的弧面与侧面不垂直，呈圆弧状平行四边形结构。一个磁极由j块完全相同的磁钢沿轴均匀分布而图1磁钢形状成，每块磁钢侧面偏离转子轴向口，弧度，侧面沿圆周方向扭过的弧度为p，相邻两磁钢之间错位的弧度为口（见图2）。
2.1帧斜系数
对于倾斜磁钢，如果将磁钢细分成无穷多段，如图3所示，则每微段磁钢产生的磁通在定子导体中感应的同一次谐波电势存在着相位差，使得合成的同次谐波电势得到削弱，削弱的程度，可用类似于斜槽分数的倾斜系数表示。
磁钢倾斜、定子槽不倾斜，与转子磁钢不倾斜、定子槽倾斜在定子绕组中感应电势的效果一致，因此，倾斜系数可按斜槽系数导出。
如图4所示，设有一导体，认为由n个相同的微段导体串联而成，相邻两微导体之间相距角为(rad)，则基波倾斜系数为：
2.2分布系数
由于相邻两块磁钢之间有错位，则每块磁钢产生的磁通在同一导体中感应的同一次谐波电势存在相位差，使得合成的谐波电势得到消弱，消弱的程度用分布系数表示。
如果第k块磁钢产生的磁通在定子绕组中感应的第v次谐波电势为eqv．eikvα则j块磁钢产生的磁通感应的第v次谐波电势为：
为第v次谐波分布系数。基波分布系数为：
2.3综合分布系数
当磁极采用斜磁钢分段错位结构时，如果第k块磁钢产生的磁通在定子绕组中感应的第v次谐波电势为  ，则磁钢发出的磁通在定子绕组中感应的第y次合成谐波电势为： 上式表明，对于既分段又倾斜的磁钢，其综合分布系数为倾斜系数和错位分布系数之积。
3消弱齿谐波电势的条件
由式(5)可知，若要消去第v次谐波电势，应使
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