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原煤分级筛齿槽转矩脉动及其抑制方法

原煤分级筛的齿槽转矩是永磁电机定子绕组在不通电时转子永磁体和定子齿槽间相互作用力的切向分量引起的,由此引起的转矩脉动称为齿槽转矩脉动。永磁无刷直流电机的齿槽转矩脉动将引起电机振动和噪声,影响系统的性能。对于表贴式永磁无刷直流电机来说,抑制齿槽转矩脉动可从优化电枢参数,优化永磁体磁极参数,合理选择定子槽数和转子极数等方面考虑,这方面的研究已经很多,下面主要介绍原煤分级筛的定子齿槽槽口宽度、斜槽与斜极以及转子永磁体极数和定子槽数对齿槽转矩的影响。

(1)定子齿槽槽口宽度对齿槽转矩的影响

在原煤分级筛的实际应用中,定子槽口宽度与嵌线工艺、导线直径等因素有关。要减小齿槽转矩,应尽量减小定子槽口宽度,甚至可以采用无槽结构、闭口槽以及磁性槽楔等。

(2)斜槽和斜极对齿槽转矩的影响

减小原煤分级筛的齿槽转矩最有效的方法是斜槽和斜极。斜槽和斜极的作用相同,由于斜槽的工艺相对简单,因此常采用斜槽结构。斜槽结构可有效削弱各次齿槽转矩谐波,减小齿槽转矩脉动,斜槽结构适用于定子轴向长度较长、槽数较多的电机。

(3)转子极数和定子槽数对齿槽转矩的影响

原煤分级筛的一个齿距内,齿槽转矩是周期性变化的,变化的频率越大,齿槽转矩越小,而其变化的频率是由转子磁极数与定子槽数共同决定的,选择合理的极数与槽数比,可提高齿槽转矩的频率,进而减小齿槽转矩。分数槽结构是抑制齿槽转矩的有效方法。在无刷直流电机中,通常霍尔位置传感器的安装,三个霍尔位置传感器相隔120°安装在定子铁心内表面或绕组端部。当估算得到的位置角度超过了当前区间的角度范围时,将位置角度置为该区间的最大值,直到检测到下一个霍尔位置信号为止。

    显然,这种算法在原煤分级筛的电机恒速运行时,估算得到的位置角度与实际角度没有误差;当电机高速运行且速度有加减速波动时,由于相邻两个位置区间的时间间隔很短,所以两者之间的速度变化很小,采用前一个区间的平均速度,作为当前区间的速度来估算当前区间的位置角度,其误差也较小;而当电机低速运行且速度有加减速波动时,相邻两个区间的速度变化较大,采用前一个区间的平均速度,作为当前区间的速度来估算当前区间的位置角度,其误差较大。因此,零阶估算算法可用于原煤分级筛设备电机恒速或者高速运行时。

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