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軸向磁通開關(guān)磁阻電機(jī)定子磁極優(yōu)化設(shè)計(jì)

開關(guān)磁阻（SR）電機(jī)使用非稀土材料，同時(shí)SR電機(jī)技術(shù)也成為電動(dòng)汽車廣泛使用的技術(shù)。軸向磁通結(jié)構(gòu)能夠有效利用電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)扁平型電機(jī)的空間。研究軸向磁通SR電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，在定子磁極長(zhǎng)度確定的情況下最大限度地提高轉(zhuǎn)矩密度。利用有限元分析能夠優(yōu)化定子磁極長(zhǎng)度以增加轉(zhuǎn)矩密度。定子磁極的長(zhǎng)度增加，磁動(dòng)勢(shì)變大，但電機(jī)體積也會(huì)相應(yīng)增加。根據(jù)最大轉(zhuǎn)矩密度對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子直徑確定定子磁極的最佳長(zhǎng)度，并對(duì)軸向磁通SR電機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。據(jù)此設(shè)計(jì)的軸向磁通SR電機(jī)轉(zhuǎn)矩密度較高，當(dāng)定子磁極長(zhǎng)度為22mm時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)矩密度達(dá)到最大（51N·m/mm3）。此外，該電機(jī)還具有較高的效率。

通過(guò)在車輪內(nèi)部安裝驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車，這樣可節(jié)省空間，減少機(jī)械損耗。驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以獨(dú)立地控制每個(gè)車輪。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車多使用永磁同步電機(jī)（PMSM），其使用稀土材料，成本很高；高速時(shí)感應(yīng)電壓容易引發(fā)磁場(chǎng)控制故障，停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)還會(huì)出現(xiàn)短路故障。SR電機(jī)無(wú)感應(yīng)電壓在電機(jī)控制方面更安全，同時(shí)使用非稀土材料成本較低。SR電機(jī)缺點(diǎn)是磁凸極會(huì)導(dǎo)致較大的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，產(chǎn)生較大振動(dòng)和噪聲。軸向磁通結(jié)構(gòu)能夠提高轉(zhuǎn)矩密度，有效利用內(nèi)孔空間和線圈端部空間。

Murakami et al. 2014 International Conference on Electrical Machines（ICEM），Berlin-Sept 2-5，2014.

編譯：王亮