内置式分数槽直驱永磁电动机振动特性分析与抑制
Analysis and suppression of vibration characteristics of interior-type fractional-slot direct-drive permanent magnet motors
- 机械强度 2026年48卷第2期 页码：88-96
- 作者机构：
1.安徽科技学院 智能制造学院，滁州 233100
2.江苏中工高端装备研究院有限公司，泰州 225451
3.中国机械总院集团郑州机械研究所有限公司，郑州 450001
4.安徽众鑫科技股份有限公司，滁州 239300
- 作者简介：
乔占权，男，1998年生，安徽亳州人，在读硕士研究生；主要研究方向为永磁电机振动控制；E-mail：468400760@qq.com。
张立勇，男，1977年生，天津人，博士，副教授；主要研究方向为机械自动化及机械传动；E-mail：zhangly@ahstu.edu.cn。
- 基金信息：国家重点研发计划(2024YFB4708700);安徽省科技厅重点研发计划(2022a05020063);安徽省教育厅高校协同创新项目(GXXT-2023-099);安徽省科技厅农业物质技术装备领域揭榜挂帅项目(S202320230906020016);安徽省教育厅省级研究生联合培养示范基地项目(2022lhpysfjd071;2022lhpysfjd072);安徽省教育厅研究生教育质量工程项目(2024cxcysj190;2024szsfkc128);2023年蚌埠市科技计划(2023gx10);天长智能研究院项目(tzy202330);安徽科技学院人才项目(RCYJ201904);2023凤阳县科技计划(2023TPY05)
DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2026.02.011
中图分类号： TM351收稿：2025-01-16，
纸质出版：2026-02-15
- 稿件说明：
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乔占权，张立勇，王冠博，等. 内置式分数槽直驱永磁电动机振动特性分析与抑制［J］. 机械强度，2026，48（2）：88-96.
QIAO Zhanquan，ZHANG Liyong，WANG Guanbo，et al. Analysis and suppression of vibration characteristics of interior-type fractional-slot direct-drive permanent magnet motors［J］. Journal of Mechanical Strength，2026，48（2）：88-96.
乔占权，张立勇，王冠博，等. 内置式分数槽直驱永磁电动机振动特性分析与抑制［J］. 机械强度，2026，48（2）：88-96. DOI： 10.16579/j.issn.1001.9669.2026.02.011.
QIAO Zhanquan，ZHANG Liyong，WANG Guanbo，et al. Analysis and suppression of vibration characteristics of interior-type fractional-slot direct-drive permanent magnet motors［J］. Journal of Mechanical Strength，2026，48（2）：88-96. DOI： 10.16579/j.issn.1001.9669.2026.02.011.
摘要
目的
2
为抑制内置式分数槽直驱永磁电动机的电磁振动并提升其运行平稳性，提出一种基于定子齿辅助槽的电磁振动抑制方案。
方法
2
首先，建立了电动机二维模型，采用解析法与有限元联合分析的方法，系统研究了不同工况下电磁力及其谐波分布的特性；通过模态分析获取定子结构的固有频率，结合电磁力的谐波频率验证电动机模型的合理性。其次，建立了磁-固耦合模型并开展谐响应分析，阐明了电磁力及其谐波分量对振动特性的影响机制，并通过试验验证了仿真模型的有效性。
结果
2
结果表明，通过定子齿辅助槽的优化设计，电磁振动幅值降低了28.45%，转矩波动率下降了18.11%。
Abstract
Objective
2
To suppress electromagnetic vibration and improve the operational smoothness of an internal fractional-slot direct-drive permanent magnet synchronous motor (PMSM)
an electromagnetic vibration suppression scheme based on auxiliary slots in the stator teeth was proposed.
Methods
2
Firstly
a two-dimensional motor model was established
and the electromagnetic force and its harmonic distribution characteristics under different operating conditions were systematically studied using a combined analytical and finite element analysis method. The natural frequencies of the stator structure were obtained through modal analysis
and the validity of the motor model was verified by combining the harmonic frequencies of the electromagnetic force. Subsequently
a magneto-structural coupling model was established to conduct harmonic response analysis
clarifying the influence mechanism of the electromagnetic force and its harmonic components on vibration characteristics. The effectiveness of the simulation model was verified through tests.
Results
2
The results show that through the optimization design of auxiliary slots in the stator teeth
the electromagnetic vibration amplitude is reduced by 28.45%
and the torque ripple rate is reduced by 18.11%.
关键词
Keywords
references
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