Вестник МГТУ, 2025, Т. 28, № 4/1.

Вестник МГТУ. 2025. Т. 28, № 4/1. С. 478-489. DOI: https://doi.org/10.21443/1560-9278-2025-28-4/1-478-489 Введение Синхронные двигатели с постоянными магнитами находят широкое применение в современных системах электропривода благодаря высокой удельной мощности, энергоэффективности и возможностям точного управления (Мирзаянов и др., 2017; Zhang et al., 2023). Актуальность исследования режимов работы тяговых СДПМ подчеркивается и в более ранних работах (Васьковский и др., 2013; Чуприна и др., 2022). В условиях ограниченного монтажного пространства, характерного для транспортных и промышленных применений, возрастает необходимость оптимизации конструктивных параметров при сохранении габаритных ограничений (Yuan, 2023; Zhao et al., 2020). Одним из ключевых факторов, определяющих характеристики СДПМ, выступает число пазов статора, влияющее на форму электродвижущей силы, пульсации момента и уровень магнитных потерь (Абдуллин и др., 2017). Ряд исследований сосредоточен на топологической оптимизации или выборе обмоточных схем без учета габаритных ограничений (Петренко и др., 2016; Баширов, 2022). Современные подходы к выбору типов СДПМ и систем управления подробно рассматриваются в работе (Поздеев и др., 2015). Однако влияние изменения числа пазов при фиксированной геометрии активной зоны подробно изучено лишь в ограниченном числе работ. Также недостаточно раскрыты инженерные ограничения, связанные с реализацией обмоток при дробных обмоточных отношениях. Целью настоящего исследования является количественная оценка влияния числа пазов на электромагнитные характеристики СДПМ при фиксированных размерах активной зоны. Объектом исследования выступает двигатель Siemens 1FU8134-6TD3. Научная значимость работы заключается в системном численном анализе параметров электромагнитного взаимодействия при варьировании количества пазов, что позволяет выявить оптимальные соотношения для повышения КПД и стабильности момента. Практическая значимость заключается в возможности использования полученных результатов при проектировании компактных высокоэффективных СДПМ в условиях жестких габаритных ограничений, типичных для транспортных и станочных систем. Материалы и методы В качестве объекта исследования выбран серийный синхронный двигатель с постоянными магнитами Siemens 1FU8134-6TD3, предназначенный для применения в составе промышленного электропривода. Выбор обусловлен доступностью его геометрических и электрических параметров, а также типичностью конструктивного исполнения. Сравнительные исследования роторных систем подтверждают типичность выбранной конструкции (Кириллов и др., 2021). Номинальная мощность двигателя составляет 3 кВт, напряжение - 125 В, частота питающего напряжения - 50 Гц. Основное внимание уделено оценке следующих параметров: средний и пульсирующий электромагнитный момент, форма ЭДС, магнитные потери, КПД. Подобный подход к параметрической оценке применялся и в других работах (Пыркин и др., 2023). Геометрические и электрические параметры двигателя, занесенные в программу Motor-Cad, указаны в табл. 1. Таблица 1. Основные параметры модели двигателя Siemens 1FU8134-6TD3, занесенные в программу Motor-Cad Table 1. The main parameters of the Siemens 1FU8134-6TD3 engine model entered into the Motor-Cad program Параметр Значение Slot number / Кол-во пазов 36 шт. Stator lamination diameter / Диаметр сердечника статора 180 мм Stator bore / Внутренний диаметр статора 94 мм Tooth width / Ширина зубца 7 мм Slot depth / Глубина паза 18 мм Slot corner radius / Радиус угла паза 0 мм Tooth tip depth / Глубина кончика зубца 1 мм Slot opening / Ширина раскрытия паза 3 мм Tooth tip angle / Угол кончика зубца 30° Sleeve thickness / Толщина гильзы 0 мм Pole count / Количество полюсов 6 шт. Magnet thickness / Толщина магнита 4 мм Airgap / Воздушный зазор 0,75 мм 479