第16卷第10期

2012年10月

电机与控制学报

ELECTRICMACHINESANDCONTROL

Vol.16No.10Oct．2012

混合励磁分块转子磁通切换电机电磁特性分析

1，21111

熊树，邓智泉，王宇，朱婷婷，许培林

（1．南京航空航天大学自动化学院，江苏南京210016；2．淮阴师范学院物理与电子电气工程学院，江苏淮安223300）

摘

要：为了提高电励磁转子分块式磁通切换电机转矩密度和功率密度，提出一种混合励磁分块转子磁通切换电机拓扑，通过在定子齿开槽，嵌入径向充磁的永磁体，提高了电机的转矩密度和功率密度。介绍了电机的工作原理、磁通切换方式和基本参数尺寸设计。通过有限元仿真得出静态永

永磁磁链、反电势和定位力矩。与典型混合励磁磁通切换电机的调磁磁性能进行对比磁磁场分布、

研究。有限元仿真结果表明：混合励磁分块转子磁通切换电机具有高转矩密度、高功率密度、强容

错能力、强调磁能力，适合用于启动发电系统。关键词：磁通切换；混合励磁；分块转子；拓扑；调磁

中图分类号：TM77

文献标志码：A

文章编号：1007－449X（2012）10－0051－07

Electromagneticperformanceanalysisforhybridexcitation

segmented-rotorflux-switchingmachines

2

XIONGShu1，，DENGZhi-quan1，WANGYu1，ZHUTing-ting1，XUPei-lin1

（1．CollegeofAutomationEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China；2．SchoolofPhysicsandElectronicElectricalEngineering，HuaiyinNormalUniversity，Huaian223300，China）

Abstract：Ahybridexcitationsegmented-rotorflux-switchingmotorisproposed，whichcannotonlymain-tainadvantagesofawound-fieldthree-phasesegmental-rotorflux-switchingmotorsuchassegmented-rotorandfield-regulationbutalsorealizehighertorquedensityandpowerefficiencybysettingpermanentmag-netsintoslotofstatortooth．Theoperationprinciple，fluxswitchingmode，designdimensionswereintro-ducedandpredictedbyfinite-elementanalyses．Thefinite-elementanalysesresultsverifythatthepro-posedmachinehashighertorquedensity，powerefficiency，faulttolerantability，andfield-regulationabili-ty，andisthereforesuitableforstarterandgeneratorsystem．

Keywords：flux-switching；hybrid-excitation；segmentalrotor；topology；field-regulation

0引言

［1］

关于三相永磁磁通切换电机学术论文以来，磁通切换型电机开始逐渐成为一个研究热点。目前研究主

自法国学者E．Hoang等人于1997年首次发表了要以永磁式磁通切换型电机（flux－switchingperma-

收稿日期：2011－11－02

基金项目：国家自然科学基础基金（50977043）；江苏省普通高校研究生科研创新计划项目（CXLX11_0195）；教育部博士点基金（优先资助项

目）（20113218130001）作者简介：熊

树（1980—），男，博士研究生，研究方向为磁通切换电机设计及控制；邓智泉（1969—），男，博士，教授，博士生导师，研究方向为无轴承电机、特种电机；王宇（1982—），男，博士研究生，研究方向为混合励磁磁通切换电机；朱婷婷（1986—），女，硕士，研究方向为磁通切换电机；许培林（1989—），男，硕士研究生，研究方向为磁通切换电机无位置控制。

通讯作者：熊

树