组合磁极结构的永磁电机解析法建模与分析

磁极结构直接影响永磁电机气隙磁场的分布。提出一种组合双层Halbach 阵列结构。利用叠加原理，采用标量磁位法对该结构电机中的气隙磁场进行了解析计算。同时，对于有齿尖结构的定子槽，通过改进的卡特系数对气隙长度进行等效。为了比较，同时分析得到了单层Halbach 结构气隙磁密的最优值。在此基础上，通过改变双层结构磁极上下层的厚度比、上下层中间磁极极弧系数以及边磁磁化角度等参数变量，分析优化电机的气隙磁密，并计算优化后的双层结构永磁电机的气隙磁密、感应电动势和电磁转矩。计算结果表明，在永磁用量相等的前提下，双层Halbach 结构永磁电机的电磁性能优于单层结构。最后，通过有限元法验证了解析计算的正确性