开关磁阻电机电磁力和转矩的解析表征

摘要

由于磁饱和非线性,开关磁阻电机电磁合力和转矩的计算缺乏系统有效的方法,造成电机振动和噪声评价困难.本文综合等效电路、拟合函数和麦克斯韦应力法等方法,推导电磁合力和转矩的完整解析表达.先通过等效磁路法计算出电机在4个特殊角度位置的磁链,然后利用函数拟合法获得电机的磁链转矩和切向力;再基于麦克斯韦应力法,推导单定子绕组受激时转子所受电磁径向力的表达式;最后在六相绕组轮替方波电流激励下,计算转子转动受到的电磁合力和合转矩.经电磁有限元仿真验证,证明该解析表征更加便捷高效.它基于初步设计的结构尺寸和硅钢参数,体现了电机参数之间的联系.结果为后续开展转子弯扭耦合振动行为和噪声控制研究奠定了基础.