文档介绍：国内图书分类号:TM351 学校代码:10213
国际图书分类号: 密级:公开

工学硕士学位论文

双向交链横向磁通永磁同步电机的
基础研究

硕士研究生:杨国龙
导师:寇宝泉教授
申请学位:工学硕士
学科:电气工程
所在单位:电气工程及自动化学院
答辩日期:2011 年 6 月
授予学位单位:哈尔滨工业大学
Classified Index: TM351
:

Dissertation for the Masteral Degree in Engineering

BASIC RESEARCH ON BIDIRECTIONAL
CROSSLINKING TRANSVERSE FLUX
PERMANENT SYNCHRONOUS
MACHINE

Candidate: Yang Guolong
Supervisor: Prof. Kou Baoquan
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Speciality: Electrical Engineering
Affiliation: School of Electrical Engineering and
Automation
Date of Defence: June, 2011
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
横向磁通永磁同步电机具有特殊的磁路结构,易于做成多极多相的电
机,适合应用在低速大转矩的领域中。本文提出了一种双向交链横向磁通永
磁同步电机的结构,通过磁路解析和有限元仿真相结合的分析方法,以提高
电机的转矩密度为目标,分析了电机尺寸参数对电机转矩密度的影响,归纳
总结了此类电机的设计方法,同时研制了一台实验样机。论文的主要研究工
作包括以下几部分:
首先,提出了一种双向交链横向磁通的电机结构,使得转子永磁体得到
充分利用,定子铁心具有设计新颖、工艺简单,模块化等特点。分析了电机
的运行原理,通过磁路解析的方法建立了电机的三维磁路模型,推导出了电
机的空载反电动势方程、转矩方程,建立了电机的数学模型,同时分析了电
感等参数。
然后,在前面磁路解析的基础上,推导了电机的主要尺寸公式,分析了
电机结构参数和性能之间的关系,以提高电机的转矩密度为目标讨论了定子
单元铁心尺寸、绕组尺寸、永磁体尺寸的设计方法。
最后,建立了电机的三维有限元分析模型,分析了电机磁场强度的分布
以及空载反电动势、电机输出转矩、定位转矩和漏磁等方面的变化情况。根
据理论分析和有限元仿真,设计了一台实验样机,并针对双向交链横向磁通
的电机结构,介绍了电机主要部件的加工及装配工艺。对其样机进行实验研
究,验证了设计方法和有限元仿真的可行性。

关键词:横向磁通;转矩密度;设计方法;有限元分析
- I -
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
Transverse flux permanent synchronous motor with a special
ic structure is easy to make the multi-pole and multi-pahse forms for low
speed and high torque applications. This paper presents a bidirectional
crosslinking transverse flux permanent synchronous motor (BCTF-
PMSM)structure, as well as analyses the motor parameters to improve the torque
density using ic circuit and finite element method.
First, a bidirectional crosslinking transverse flux permanent
synchronous motor is developed,which makes full use of the permanent .
The novel a