12槽10极磁通切换型永磁同步电机设计与分析

周成虎，孔婉琦，黄明明

(1.河南工程学院，郑州 451191；2.河南牧业经济学院，郑州 450044)



12槽10极磁通切换型永磁同步电机设计与分析

周成虎1，孔婉琦2，黄明明1

(1.河南工程学院，郑州 451191；2.河南牧业经济学院，郑州 450044)

磁通切换型永磁同步电机因其定转子拓扑简单、结构紧凑、转矩密度大、故障率低等优点，能够实现电机在较宽速度范围内运行调速，适用于风力发电、混合动力汽车等领域。在深入分析磁通切换型永磁同步电机磁通切换工作原理基础上，设计了一台12槽10极磁通切换型双凸极电机，采用有限元方法计算了电机的气隙磁场、永磁磁链和反电动势、齿槽转矩以及输出转矩等电磁特性。最后通过一台3 kW样机对其转矩特性进行了实验验证，实验结果与有限元仿真结果一致，验证了上述方法的正确性。

磁通切换；永磁同步电机；转矩特性；齿槽转矩

0 引 言

近年来，永磁同步电机(以下简称PMSM)以其结构简单、功率密度高、运行可靠性好以及维护成本较低而得到较大发展。PMSM采用高能永磁体作为磁势源能够提供大的磁动势，使得电机力能指标得到较大提升[1]。并且与传统电励磁电机相比，电机铁耗和铜耗大幅下降，在电机体积重量减小的同时电机功率因数得到提高， PMSM可以在接近单位功率因数状态运行，因此在多个工业领域越来越引起人们重视。传统PMSM多采用转子永磁式结构，为满足不同应用场合需要，转子型永磁同步电机结构较为灵活多样，依据永磁体位置不同PMSM通常可分为表贴式、Halbach式和内嵌式三种结构，不同转子结构能使得PMSM电磁性能不尽相同。……