基于充磁方向相反双转子电机磁场问题研究

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1、研究与DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2014．11．010基于充磁方向相反的双转子电机磁场问题研究陈纯，张帆(1．长春理工大学机电工程学院，吉林长春130022；2．中石化中原石油工程有限公司，河南濮阳457164)摘要：双转子永磁电机由内外两个电机构成，其内外电机磁场之间会互相干扰。通过改变定子轭部厚度，可以改变内外电机磁场之间的耦合情况。分析了电机内部磁路结构，通过有限元软件，研究了在内外永磁体充磁方向相反时，电机磁场互不干扰的定子轭部厚度问题，进一步优化了电机结构。关键词：双转子电机；

2、定子；磁场解耦中图分类号：TM301．44文献标识码：A文章编号：1009—9492(2014)11—0037—03StudyoftheMagneticFieldoftheDual-RotorPermanent-MagnetMachineBasedontheOppositeMagnetizationDirectionCHENChun．ZHANGFan2(1．CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，ChangchunUniversityofScienceandTechnol

3、ogyChangchun130022，China；2．SinopecZhongyuanPetroleumEngineeringCo．，Ltd，Puyang457164，China)Abstract：Dual—rotorpermanent—magnetmotorconsistsofbothinnerandoutermotors，themagneticfieldbetweeninnerrotorandouterrotorinterfereswitheachother．Bychangingthethicknessofthes

4、tatoryoke，thecouplingproblemcanbechanged．Thispaperanalyzesthestructureofthemagneticfieldinsidethemotor，studiesthethicknessproblemsofstatoryokebetweentheinnerandoutermotorwhenthepermanentmagnetoftheinnerandoutermotorintheoppositedirectionofmagnetizationwithoutint

5、erferencebyusingthefiniteelementsoftware．Thisachievesthepurposetooptimizethestructureofthemotor．Keywor~：DPRM；statoryoke；magneticfielddecoupling0引言为了提高电机的工作性能，充分利用电机内部空间，RonghaiQu博士和T．A．Lipo博士于2003年提出了一种新型特殊结构电机——双转子永磁8结构电机。通过一系列的研究表明，双转子电机的输出转矩密度明显高于传统单转子电机。径向7磁

6、场双转子永磁电机因其独特的机械结构而具有诸多优点，可以运用在水下航行器螺旋桨推进系统和风力发电系统等特殊场合中[1-31。1磁场耦合分析双转子电机可以看作是由两台永磁电机结合在一起，其内部结构中内外转子共用一个定子，1．外转子铁芯轭2．夕气隙3．外转子永磁体4．定子5．转轴6．内气隙7．定子槽8．内转子铁芯轭9．内转子永磁体内外两台电机之间必然存在着磁场的耦合。其内部结构图如图1所示。图1电机内部结构示意图收稿Et期：2014—05—16与开发双转子电机中存在着^Y卜Ot1Maell2DDtsig1内外两层气隙，如果内

7、电-^机的磁场进入外气隙中，¨。-IJJII或者外电机的磁场进入到JIJI。lfIll内气隙中，就会互相干扰lIlVl●l1JliilII'JiIIlI-i从而影响电机性能。在所。llJl，iIUuLI-IL研究的双转子电机结构-●，L。_中，理论上只要定子厚度-1JIJ一定，内外永磁体产生的墨。lIIJq”磁场就会通过各自的气隙^I-oIiIi，hn^l-^JlIJl、J'通过定子铁芯找到各自的IIlIIlltlIIJtl、lII，lIr．oU'tl一II磁场回路，而不会进入另iTfI1-’●。1IfIIII一个气隙

8、中对其磁场造成_1O．OO干扰。而如果把定子轭部ElectricalangleIdeg厚度值设计的很大，电机(a)内气隙内外永磁体产生的磁场就不会互相干扰。但是定子1。￡轭部厚度过大，就会增加电机的整体尺寸，甚至会1·c失去双转子电机的两台电。．￡机合二为一的结构紧凑的匕特性。lo．c2有限元分析本文建立了二维仿真模型，用Anso