电机齿槽转矩范围

问题描述

精选答案

电机因为都采用齿槽结构，齿用来引导磁力线，降低磁阻，槽用来镶嵌绕组并与齿中的磁力线交链，齿与槽的不同导磁性使转子在不同位置有着数量不等的磁力线，在磁极对准定子齿的位置，铁磁相吸以至阻碍了电机转子的转动，这就称为电机的齿槽效应和齿槽阻力矩。

虽然在现有电机设计制造中可以采取适当措施减小齿槽效应，但要完全消除齿槽阻力矩，在现有电机结构中是完全不可能的。齿槽效应增加了电机的起动阻力，还使得电机运行不稳定，会降低电机的效率。

齿槽转矩是由转子的永磁体磁场同定子铁心的齿槽相互作用，在圆周方向产生的转矩。此转矩与定子的电流无关，它总是试图将转子定位在某些位置。在变速驱动中，当转矩频率与定子或转子的机械共振频率一致时，齿槽转矩产生的振动和噪声将被放大。齿槽转矩的存在同样影响了电机在速度控制系统中的低速性能和位置控制系统中的高精度定位。解决齿槽转矩脉动问题的方法主要集中在电机本体的优化设计上。

减小齿槽效应的方法有两种，一是磁极相对主轴有一定的倾斜，

二是采用分数槽设计结构。

斜槽法：定子斜槽或转子斜极是抑制齿槽转矩脉动最有效且应用广泛的方法之一，该方法主要用于定子槽数较多且轴向较长的电机。为产生恒定的电磁转矩，反电动势波形必须是平顶宽度大于120°的理想梯形波，而斜槽或斜极引起的绕组反电动势的正弦化将会增大电磁转矩纹波。因此，选择合适的斜槽角度是有效抑制齿槽转矩脉动的关键。

分数槽法：该方法可以提高齿槽转矩基波的频率，使齿槽转矩脉动量明显减少。但是采用了分数槽后，各极下绕组分布不对称，从而使电机的有效转矩分量部分被抵消，电机的平均转矩也会因此而相应减小。