电机运行原理由电磁感应定律和回路定律，定子绕组的端电压等于电阻压降和由磁

链变化而产生的感应电势之和。当调磁电流不变时，则各相的电压方程为（以 A相为

例）Ua＝Raia＋d raddt

Ψ

＋2d axdt

Ψ

（1）式中"rad和"ax分别为绕组径向磁路的磁链

轴向磁路的磁链。

　　为简化分析，假设：（1）所有绕组的电感仅是转子位置角的函数，而与电流大小无

关；（2）忽略电枢反应对永磁体的影响。由式（1）～（3），考虑仅A相导通时的情况，

有Ua＝Raia＋（Laa＋2L aa

′

）diadt＋wd mad$

Ψ

＋ia（wdLaad$＋2wdL aad$

′

）

＋2wifdLafd$（4）式中：Raia为电阻压降；（Laa＋2L aa

′

）diadt为变压器电动势；

其余项为运动电势，其中ia（wdLaad$＋2w

　　dL aad$

′

）是由磁路磁阻变化引起的，wd mad$

Ψ

是由永磁磁链变化产生的，是

电机电动势的主要部分；2wifdLafd$是由轴向调磁绕组磁链变化产生的，从式（4）中

可知，改变调磁电流的大小和方向使得能够调节发电机的端电压。

　　磁场分析由于双凸极类电机定、转子齿部的深度磁饱和［7］，齿和槽的边缘效应明

显，永磁磁场、调磁磁场及其电枢反应磁场相互之间的耦合作用，通常的磁路分析法求解

比较繁琐。本文对电机的径向和轴向2个截面分别用二维有限元法进行分析，并作如下假

设：1）铁芯的B－H特性是单值的，即忽略磁滞的影响；2）忽略铁芯中的涡流损耗；

3）电机内磁场沿轴向恒定，即不考虑边缘效应［8］。