２００７年９月

第２２卷第９期

电工技术学报

ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ

ＯＦＣＨＩＮＡ

ＥＬＥＣＴＲＯ’ｒＥＣＨＮＩＣＡＬＳＯＣＩＥＴＹ

Ｖｏｌ２２

Ｎｏ．９

Ｓｅｐ．

２００７

双转子永磁电机电感参数、永磁电势

及齿槽转矩

徐衍亮１

王法庆１

冯开杰２尹健１

（１．山东大学电气工程学院

济南

２５００６１

２．文登奥文电机有限公司

文登２６４４００）

摘要

双转子永磁电机是一种具有高转矩密度、高运行效率的新型永磁电机。本文对该电机

的电感参数及永磁电势进行了分析计算，研究了该种电机独特的降低齿槽转矩的方法。针对电感

参数和永磁电势，首先采用解析法，在考虑组成双转子永磁电机的内外转子电机直轴不一致情况

下，推导出了该电机电感参数及绕组感应电势的计算公式；然后采用电磁场的有限元法及样机试

验对所计算的电感及电势进行了验证。结果表明，孵析值、电磁场的有限元计算值及试验值三者

吻合很好。

关键词：双转子永磁电机

电感

永磁电势

齿槽转矩

中图分类号：ＴＭ４６４

Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆ

Ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ，Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ

ＭａｇｎｅｔＥＭＦ

ａｎｄ

Ｓｌｏｔ

Ｔｏｒｑｕｅ

ＲｉｐｐｌｅｏｆＤｕａｌ－Ｒｏｔｏｒ

Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ

ＭａｇｎｅｔＭａｃｈｉｎｅ

ＸｕＹａｎｌｉａｎ９１

Ｗａｎｇ

Ｆａｑｉｎ９１

Ｆｅｎｇ

Ｋａｉｊｉｅ２

ＹｉｎＪｉａｎｌ

（１．Ｓｈａｎｄｏｎｇ

Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

Ｊｉｎａｎ

２５００６１

Ｃｈｉｎａ

２

Ｗｅｎｄｅｎｇ

Ａｌｌｗｉｎ

Ｍｏｔｏｒ

Ｃｏ．Ｌｔｄ

Ｗａｎｄｅｎｇ

２６４４００

Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ

Ｄｕａｌ・ｒｏｔｏｒｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｍａｃｈｉｎｅｉｓ

ａ

ｎｅｗｋｉｎｄｏｆｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔ

ｏｎｅ

ｗｈｉｃｈ

ｆｅａｔｕｒｅｓ

ｈｉｇｈ

ｔｏｒｑｕｅ—ｔｏ—ｗｅｉｇｈｔ

ｒａｔｉｏ

ａｎｄ

ｈｉｇｈ

ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ

ｅｖｅｎ

ａｄｏｐｔｉｎｇ

ｔｈｅ

ｆｅｒｒｉｔｅ

ｍａｇｎｅｔ．Ｔｈｅ

ｐｅｒｍａｎｅｎｔ

ｍａｇｎｅｔＥＭＦ

ａｎｄ

ｔｈｅｉｎｄｕｃｔａｎｃｅｏｆｔｈｅ

ｍａｃｈｉｎｅ

ａｒｅ

ｓｔｕｄｉｅｄａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎｄ

ｔｈｅｓｐｅｃｉａｌｍｅｔｈｏｄ

ｔｏ

ｌｏｗｅｒｔｈｅｓｌｏｔｔｏｒｑｕｅｒｉｐｐｌｅｆｏｒｔｈｉｓｋｉｎｄｏｆｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｍａｃｈｉｅｉｓａｎａｌｙｚｅｄ．

Ｆｏｒ

ｔｈｅ

ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅａｎｄ

ｔｈｅ

ｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔ

ＥＭＦ，ａｎａｌｙｔｉｃａｌｍｅｔｈｏｄ，ＦＥＭ

ｏｎｅ

ａｎｄ

ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ

ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ

ａｒｅ

ａｄｏｐｔｅｄｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ

ｔｏ

ｏｂｔａｉｎ

ａ

ｓｉｍｉｌａｒ

ｒｅｓｕｌｔｗｉｔｈ

ｏｎｅ

ａｎｏｔｈｅｒ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｄｕａｌ－ｒｏｔｏｒｐｅｒｍａｎｅｎｔ

ｍａｇｎｅｔ

ｍａｃｈｉｎｅ，ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ，ｐｅｒｍａｎｅｎｔ

ｍａｇｎｅｔ

ＥＭＦ，ｓｌｏｔ

ｔｏｒｑｕｅｒｉｐｐｌｅ

１

引言

双转子永磁电机是由一台外转子永磁电机和一

台内转子永磁电机套在一起，并共用一个定子而组

成的一种新型电机，其结构如图】、图２所示。其

内外转子由端部固定在一起，内外转子永磁体产生

的磁场分别经过定子内、外齿并共用定子轭。双转

子永磁电机作为一种新型永磁电机，对比单转子永

山东省优秀中青年科学家科研奖励基金资助项目（２００４ＢＳ０９００２）

收稿日期２００６

１１

１３改稿日期２００６

１２—２０

磁电机具有更多的优点：利用外转子永磁电机的定

子内部牢问，在其中放置了与外转子永磁电机同时

产生转矩和功率的内转子永磁电机，使电机的转矩

密度、功率密度大幅提高；定予采用特殊的绕组结

构，缩短了绕组端部，而且绕组端部长度与电机的

外径尺日无关，因此大大降低了电机的用铜量及绕

组电阻，降低了电机的制造成本及绕组铜耗，提高

了电机运行效率。总之，双转子永磁电机即使采用

价格低廉的铁氧体永磁也能够得到比ＮｄＦｅＢ单转

子永磁电机更高的转矩密度及相近的运行效率。

万方数据