1、永磁游標(biāo)電機(PMVM)是一種基于磁通調(diào)制原理工作的新型低速大轉(zhuǎn)矩直驅(qū)永磁同步電機(PMSM)，在風(fēng)力發(fā)電、電動汽車等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景，對其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、電磁設(shè)計與優(yōu)化以及低速大轉(zhuǎn)矩特性進行深入研究具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價值。
　　本課題在深入研究聚磁式磁齒輪(MG)、磁齒輪電機(MGM)和分?jǐn)?shù)槽集中繞組PMVM基礎(chǔ)上，提出了一種具有高轉(zhuǎn)矩密度的新型聚磁式多齒分裂極集中繞組永磁游標(biāo)電機（FFMSCW-PMVM），研究了該電機

2、的一般設(shè)計方法與原則。分析了具有相同定子齒數(shù)的MSCW-PMVM與傳統(tǒng)FSCW-PMSM之間的電磁相似性，提出了MSCW-PMVM的“PMSM源電機”概念，并對源電機不平衡磁拉力(UMP)進行了解析計算，進而分析了電機參數(shù)對UMP的影響。制造了一臺功率為1kW的實驗樣機，并進行了空載和負(fù)載實驗，結(jié)果表明設(shè)計和分析方法的正確性。此外，針對MSCW-PMVM該類電機功率因數(shù)不高的缺點，提出了改善措施并進行了仿真驗證。本課題的主要研究工作與成

3、果包括以下幾個方面:
　　首先，綜述了MGM和PMVM的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和進展，闡述了PMVM應(yīng)用于低速直驅(qū)領(lǐng)域的優(yōu)勢。其次，從磁場調(diào)制的角度出發(fā)，將MG、MGM和PMVM三者磁場調(diào)制進行統(tǒng)一表述，并給出了三者之間相互轉(zhuǎn)換時需滿足的條件，從族群角度解決了現(xiàn)有關(guān)于三者研究多為獨立分析或兩兩對比的不足，并進行了有限元驗證。
　　對現(xiàn)有MG結(jié)構(gòu)進行了詳細(xì)的對比和歸納總結(jié)，提出了一種24/19/5組合（磁通調(diào)制極數(shù)、外定子和內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁

4、極對數(shù)分別為24、19和5）混合永磁聚磁式MG拓?fù)?，其特征在于?nèi)轉(zhuǎn)子和磁通調(diào)制極均旋轉(zhuǎn)，對該MG進行了參數(shù)優(yōu)化和矩角特性分析。此外，還提出了評價MG傳動比設(shè)計優(yōu)劣的方法。進行了實驗測試，驗證了其高轉(zhuǎn)矩密度特性。
　　對于具有相同定子齒數(shù)的MSCW-PMVM與FSCW-PMSM，通過對比分析空載磁場分布、繞組連接、感應(yīng)電動勢及齒槽轉(zhuǎn)矩等基本電磁特性，完成了二者電磁相似性分析。提出了MSCW-PMVM的“源電機”的概念，從而在設(shè)計和分

5、析該類電機電磁性能時可以通過研究其源電機的性能來快速預(yù)測。闡述了源電機UMP的產(chǎn)生原因，推導(dǎo)了其解析表達(dá)式，并與有限元計算結(jié)果進行了對比，吻合程度較好。此外，還分析了電機主要參數(shù)對UMP的影響。
　　基于所設(shè)計的24/19/5聚磁式MG，提出、設(shè)計并優(yōu)化了一種FFMSCW-PMVM。推導(dǎo)了該電機的功率尺寸方程，并進行了參數(shù)優(yōu)化，最終確定了樣機的具體尺寸。建立了電機有限元分析模型，進行了熱校核。計算了電機的空載磁場分布、氣隙磁密、空