位置磁链值基本不变，说明了对齐位置忽略磁极表面漏磁假设进行解析计算的正确性。不
同极数时磁化曲线及相应的四相电机平均电磁转矩曲线如所示。
　　可知，在气隙直径取 116 mm 并综合考虑极数增加对机械、结构设计、工艺及安装等可
能带来的影响，电机取 15 极时能够获得较为理想的平均转矩。此外，设计样机的开关频
率和铁心损耗也是考虑的因素。本文取 15 极为例，当转速为 200 r/min 时，电机的开关频
率为 50 Hz.
　　2. 3 磁极结构尺寸磁极尺寸基本设计原则是：应保证铁心出现最大磁通密度时不会
过饱和。在横向磁场电机中，由于磁极流过的磁通将全部通过轭部，因此轭高 h c 取较大
值较为合适。较大的 h c 还有利于抑制电机的振动和噪声，但会增加电机的外径、体积和重
量。定、转子磁极极靴长度的选择应结合定、转子磁极高度与定子槽型尺寸间的关系综合考
虑。磁极高度同时受电机铁心内外径尺寸的选取与定子绕组槽型窗口面积的限制；磁极极
靴长度同样受制于定子绕组槽型窗口面积与铁心长度。在铁心长度、气隙圆直径确定的情
况下，可采用以轴向长度与极距比率系数最大为目标进行优化设计。
　　3 电机设计参数及性能对比 3. 1 电机参数设计样机气隙直径和铁心轴向长度的选取参
考了 Y 系列 7. 5 kW 异步电动机 132S224.主要参数如所示。
　　3. 2 性能对比当两条磁化曲线所包围的磁共能的面积大于额定电磁转矩所需要的取
值时，横坐标对应的电流值即是理想方波电流的幅值，即额定电流值。利用样条插值模拟
数据点的方法构成最大和最小电感磁化曲线的样条函数，并用对样条函数求积分的方法
计算出满足所需磁共能的方波电流幅值。
　　设计样机与相应气隙圆直径异步电动机转矩密度对比结果如所示。设计样机的相电流
额定值由上至下分别为 11 A、15 A 和 19. 8 A，即相应 Y 系列异步电机的额定电流值。采用
电机的电磁材料体积来表征电机产生转矩的材料尺寸。考虑到采用外转子形式后，电机在
外尺寸上的显著变化，这里仍采用气隙圆轴向作为参考截面进行考量。
　　不难看出，横向磁场电机的单位有效材料体积转矩密度高于相应的异步电机，且产
生相同的转矩时所需的铜损耗和铁磁材料体积要小。由于铜损耗和铁磁材料体积直接反应
为电机的散热情况和运行效率，因此电机在转矩密度上的对比虽不十分严谨，但能够反
映出设计构想。