东莞环球马达有限公司

同普通笼形感应马达一样，干式潜水马达的转子一般釆用铸铝、铸铜或者打铜条的形式。对于转子槽形的选择在满足上述定子槽形的选择条件外，还需要特别注意转子导条中的集肤效应。由于导条的周围存在着槽漏磁，漏磁通在导条中感应涡流使得电流分布不均匀而产生集肤效应。集肤效应会导致电阻增大，电抗减小，这将对马达的起动转矩、起动电流以及铜耗等马达性能产生重要影响。根据文献研究表明，集肤效应和转子槽形密切相关，因此在转子槽形设计时，更应当注意合理的设计槽形尺寸比。

在东莞马达设计中，常见的开口转子槽形如下图所示。转子槽形1和槽形3为平行齿结构，槽形2和4为平行槽结构。对于平行齿结构来说齿部磁密均匀，并且可以消耗最小激磁安匝下获得最大转子槽面积，从而降低转子铜耗，具有很好的运行性能。而对于平行槽来说，其具有比平行齿更好的集肤效应特性，起动电阻和起动漏抗均要大于平行齿，因此其起动性能更为优秀。槽形5为双笼结构，它可以通过改变上下笼的槽型尺寸更好的控制集肤效应的影响使得马达不仅可以获得较好的起动性能还具有优秀的运行性能。与此槽形类似的还有一种凸形槽结构（文中未画出），其具有和双笼槽形类似的性能。此外，在转子槽中也可以在槽口处添加转子槽楔来改变马达的参数和性能。

同分析定子槽形一样，本文建立了如下几种槽形的马达模型，并对其进行了有限元仿真求解。由于对于潜水马达而言，对于起动性能的要求并不高，为了冲模加工方便，一般不釆用双笼和凸形槽结构，所以本文只对前4中槽形进行了分析和研究。

为了进行对比分析槽形的影响，应当保持转子槽的重要尺寸一致。而槽宽和槽深与集肤效应以及槽漏磁具有非常强的相关性，所以仿真时保持槽宽均为6.9mm、槽深为49.5mm且槽面积相等，同时所有模型的定子均釆用全开口槽结构。此时，均为平行槽结构，而对于平行齿和平行槽的对比研究可以通过改变槽形的尺寸比进行。槽形1采用梯形槽口和平底；槽形2槽口为梯形，槽底为半圆；槽形3槽口和槽底均为圆弧形结构；槽形4槽底进行了lmm的倒角处理。

对上述4种转子槽形的东莞环球马达模型进行有限元计算，并分别取得稳定时刻各个马达中的气隙中心线上的径向磁密，对其进行傅里叶分解得到各个模型气隙磁密的各次谐波分量，如上图所示。可以看到，4种槽型中由于基本槽形尺寸保持一致，所以其各次谐波也基本相同。但仍然可以看到，槽形1的转子一阶齿谐波（-45次和49次）以及定子一阶齿谐波（-58次和62次）相较于其他三种槽形的幅值略小一些。

环球马达分析表1可以看到，4种转子槽形马达的附加损耗相差不多，这说明仅仅在槽口或槽底作部分改变对于马达总的附加损耗影响不大。对于定转子铁心中的附加损耗值槽形1的最小、槽形4最大，而对于转子导条中的附加损耗值槽形1最大、槽形2最小。这是由于槽形1对应的定转子齿谐波磁密幅值较小，所以使得马达定转子铁心中表面损耗和脉振损耗较小。而槽形1马达中的转子导条损耗最大，可能是由于其槽底为不带倒角的平底，导致其漏磁相较于圆弧槽底和倒角槽底更大一些，从而使得其导条中的涡流损耗较大。东莞环球马达综合来看，槽形2对应马达总的附加损耗值最小。所以条件允许的情况下，可以选择槽形2(槽口为梯形，槽底为半圆弧）以获得更好的损耗特性和热特性。

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