无轴承交替极永磁电机磁极形状优化设计

为了优化无轴承交替极永磁电机性能，从转子结构入手分析交替极转子结构及绕组形式对空载反电势、齿槽转矩等空载特性的影响，提出一种转子磁极离心的磁极形状优化设计方法。通过对比磁极优化前后空载和负载性能发现磁极形状优化对抑制反电势谐波、减小齿槽转、降低转矩脉动等具有积极意义，但同时也导致平均转矩和平均悬浮力的损失。为弥补平均转矩和悬浮力损失，提出采用适当增加转子外径、减小气隙长度的设计方法。最后利用有限元分析对比结构优化前后的基本电磁特性，电机转矩常数由 0 . 1 55 N ? m/A 升至 0 . 1 8 1 N ? m/A ，转矩脉动由 3 0 . 4 % 降为 1 2 . 1 % ; 额定悬浮力由 1 4 . 6 N 升至 2 3 N ，悬浮力脉动由 8 % 降为 7 . 8 % ，最大径向耦合由 7 %升 至 7.7%