齒槽轉矩

　　永磁電機的齒槽轉矩是指電樞繞組開路時，由永磁體產生的磁場與電樞齒槽作用產生的轉矩。齒槽轉矩隨轉子位置改變呈現周期性變化，周期大小由永磁電機的磁極數與槽數決定。

　　實際上齒槽轉矩是轉子轉動時電機中的靜磁能變化率。由于永磁體和鐵心中的靜磁能變化很小可以忽略，因此電機的靜磁能近似等于氣隙中的靜磁能。當鐵心有齒槽時，磁場能量隨定子和轉子的相對位置發生變化，并向著磁能積變小的方向產生轉矩，即齒槽轉矩。

　　從本質上而言，齒槽轉矩是永磁體磁場與齒槽間作用力的切向分量。齒槽轉矩總是試圖將轉子定位在某一位置，又稱齒槽定位轉矩。齒槽轉矩與定子電流無關，是定轉子相對位置的函數, 與電機齒槽的結構和尺寸有很大關系，準確考慮齒槽結構對電機氣隙磁場的影響是分析計算齒槽轉矩的關鍵。

　　齒槽轉矩引起永磁電機的轉矩和速度波動，使電機產生振動和噪聲, 當脈動轉矩的頻率與電樞電流諧振頻率一致時, 會產生共振, 勢必會放大齒槽轉矩的振動和噪聲, 嚴重影響電機的定位精度和伺服性能, 尤其在低速時影響更為嚴重。

01齒槽轉矩的計算

　　齒槽轉矩表達式(電機內部的磁共能W相對于位置角α的倒數)：

　　磁場能量可以近似認為是氣隙和永磁體中的能量：

　　的傅里葉分解：

　　的傅里葉分解：

　　替代后齒槽轉矩表達式：

　　注：

　　Br(θ)——永磁體剩磁沿圓周方向的分布;

　　g(θ，α)——磁極中心線與齒中心線夾角為α時的有效氣隙長度沿圓周反向的分布;

　　hm——永磁體充磁方向長度；

　　LFe——電樞鐵心長度；

　　α——磁極中心線與齒中心線夾角；

　　P——極對數；

　　z——槽數；

　　R1——電樞外徑；

　　R2——定子軛內徑；

　　n——使nz/2p為整數的正數。

02根據齒槽轉矩計算原理進行削弱的幾種方法

　　一、改變電樞參數的方法

　　改變電樞參數能對齒槽轉矩起主要作用的Gn的幅值，進而削弱齒槽轉矩。這類方法主要包括：改變槽口寬度、改變齒的形狀、不等槽口寬、斜槽、在齒上開輔助槽等。

　　二、改變磁極參數的方法

　　改變磁極參數的方法是通過改變對齒槽轉矩起作用的Brn的幅值，達到削弱齒槽轉矩的目的。這類方法有：改變磁極的極弧系數、采用不等厚永磁體、磁極偏移、斜極、磁極分段、不等極弧系數組合和采用不等極弧系數等。

　　三、合理選擇電樞槽數和極數

　　該方法的目的在于通過合理的選擇電樞槽數和極數，改變對齒槽轉矩起主要作用的Gn的次數和大小，從而削弱齒槽轉矩。