转矩波动会影响电机的平稳运行和振动噪声，是衡量电机性能的一个重要指标。众所周知，提高空载气隙磁场的正弦度能够缩小电机的转矩脉动。据此，本文参照文献[1]介绍一种简单易操作的内置V型永磁同步电机转矩波动优化方法。

方法简介：以q轴为对称轴，在q轴处的转子表面切去少许铁心，并在边缘作平滑处理，如图1(d)所示。

图1 （a）电机模型（b）圆形转子，Type-I（c）切除后边缘未作平滑处理，

Type-II（d）切除后边缘作平滑处理，Type-III。

三种转子结构电机的气隙磁密波形如图2所示，从图中能够明显看出，作平滑处理后，Type-III电机的气隙磁密正弦度有了明显提升。

图2  气隙磁密波形

三种转子结构电机的空载反电势波形如图3所示，对其进行傅里叶分解，对应的频谱如图4所示。图4中，将圆形转子的基波反电势幅值作为基准（单位1），采用标幺值来表示三种转子结构的空载反电势各次谐波幅值。

图3  空载反电势波形

图4  空载反电势频谱分析

从图4中可以看出，三种转子结构的空载反电势基波幅值接近，Type-I（圆形转子）电机各次谐波幅值最高，谐波含量最高，而Type-III电机空载反电势谐波含量相对较低。

三种转子结构电机的输出转矩和齿槽转矩波形分别如图5和图6所示。

图5  输出转矩波形

图6  齿槽转矩波形

从图5中可以看出，Type-I电机平均转矩最大为10.23Nm，转矩波动为13.5%。Type-II和Type-III的平均转矩近似相等，为9.86Nm，略小于Type-I，下降了4%，但转矩波动大大降低。其中，Type-III的转矩波动降低最为明显，仅为6.2%。

从图6中可以看出，Type-III电机的齿槽转矩依旧是最小的，为0.03Nm，但Type-II的齿槽转矩却最大，为0.08Nm。这是因为切除少量铁心后，与转子边缘交界处存在铁心尖峰，饱和程度很高，影响铁心的相对磁导率，进而影响电机的齿槽转矩。所以在电机设计时，应尽量避免局部过饱和情况的出现。

为了量化三种转子结构的转矩性能，将图5中和图6对应的参数集中在表1中展示。在表1中，将Type-III电机的各项指标作为单位1，采用标幺值来表示其他两台电机的性能。

总结：本文介绍了一种比较简单的内置V形永磁同步电机转矩波动的优化方法。该方法操作简单，能够以较小的平均转矩损失为代价，削弱较多的转矩波动，具有一定的工程实际意义。然而，该方法并未给出具体的切割深度以及平滑处理的具体细节，在实际生产中，设计者应根据实际需求以及工厂的实际加工水平，作进一步的调整和优化。