【主管Q:2347660】2号站是什么平台德国不伦瑞克理工大学的HerbertWeh教授在20世纪80年代提出的横向磁通电机结构思想，对提高电机的转矩密度具有重要意义。20世纪90年代中期，随着相关理论、方法、材料等的发展，横向磁通电机逐渐成为电机界研究的热点。横向磁国家863计划项目（2002AA324020）。

通永磁电机有效地结合了横向磁通的高转矩密度与永磁电机的高效率、高功率因数，受到各国研究者的广泛关注。各国对不同类型的横向磁通电动机的研究工作都在进行中，根据不同的目标和用途，已在不同研究方向取得一些阶段性的进展，并且研制了不同的样机。英国罗尔斯罗伊斯公司制造的横向磁通样机采用了聚磁双边结构，在体积增加较少的情况下获得了加倍的转矩。但电机单位有效材料水磁体产生的转矩没有增加。相应电机的加工装配工艺较复杂。瑞典皇家技术学院的样机三相布置在同一圆周上，是一种简单的结构，易于加工，但是没有采用聚磁结构，它的功率因数与转矩密度较低。

美国VoithTurbo公司制造出的样机，应用于电动车上很有优势，但是电机采用粉末软磁材料SMC制造铁心，磁性能都比硅钢片差，涡流损耗高，磁导率低。目前困扰横向磁通电机的主要问题是功率因数低和结构工艺复杂。

本文提出的这种新型横向磁通永磁电机，考虑了结构工艺简化，同时具备高转矩密度和高功率因数的性能特点；考虑到横向磁通电机磁路主要是三维的，比较复杂，要计算整个电机模型相当耗时，所以利用3D-FEM类周期条件建立一对极，对电机空载漏磁系数进行了计算，并分析电机一些尺寸变化对空载漏磁系数的影响。最后给出了样机的部分参数以及样机的实物图。

定子铁心-绕组电机结构示意新型横向磁通永磁样机结构本文提出的新型横向磁通永磁电机采用单边结构、卷绕式定子铁心、内置式聚磁转子结构。

2.1单边结构根据定转子的拓扑结构分类，TFPM可分为单边布局和双边布局两种类型。双边布局虽然转矩密度与功率因数较单边布局有显著提高，但是结构复杂，工艺性较差。单边结构转矩密度相对较低，但结构简单，易于制造，这种结构适合做成轴向多相电机或者同圆周多相电机，以提高转矩密度与功率因数。本文采用电角度互差120°的三相横向磁通永磁电机。这种电机可以很好地利用现有的通用型逆变装置，可以有效提高功率因数。

卷绕式定子铁心通过电磁场分析与样机试验结果显示，采用传统的C型定子铁心，主磁通穿过气隙进入定子铁心时，跟其垂直的铁心面积相当大，产生的侧面涡流比较大。而且，C型铁心棱角处的磁通量相当少，就造成了部分铁心的浪费，如所示。2号站代理1970

C型定子铁心磁矢位图为了提高电机的效率及工艺性，新样机研制时首次提出了卷绕式定子铁心，由硅钢片卷绕制成所示形状，然后切割成两部分，一部分作为定子铁心，一部分作为定子磁桥。

有效地减少电机涡流损耗，提高了电机效率。

材料利用率高，接近100%.铁心切割开的两部分都是电机定子铁心的不可或缺部分。

机械绕线，易于机械自动化加工。如所示，最后把每相六个线圈组合成一相。本样机采用三线圈串联，两路并联。

改进样机定子绕组绕制示意图永磁电机的永磁体安装形式一般分为内置式安装和表面式安装。其中内置式安装结构，永磁体安装和调整方便，工艺性较好。特别是通过合理选择结构尺寸，可以达到“聚磁”效果。通过对所示的永磁体安装方式的电磁场计算显示，永磁体内置式（b）在铁心重量相同情况下，可以获得约为1.5倍表面式安装（a）的气隙磁通密度。而高的磁通密度正是提高横向磁通电机功率因数的重要条件。新样机采用内置式永磁体安装方式。

3.2漏磁计算漏磁通较大是阻碍提高横向磁通永磁同步电机性能的主要因素，因此分析和研究横向磁通永磁同步电机的漏磁情况对提高电机的性能具有重要意义。通过三维有限元计算方法可以得到沿电机各个面垂直方向磁通流入或流出情况，从而分析出电机漏磁通的构成。样机一对极下的不同部分如所示。其中，相关截面的磁通密度见表1.表1各部分磁通密度计算结果面编号磁通密度备注定子磁轭中部截面在样机中，电机的空载漏磁系数为电机的极间漏磁通所占比例（a）表面极对数额定转矩/（Nm）绕组匝数气隙长度/mm数一般为0.4.而检索到的已有横向磁通样机最高功率因数只有0.68.本文制造的样机的功率因数是0.8.可见样机的研制是比较成功的。

5结论本文提出的新型横向磁通永磁电机采用单边卷绕式定子铁心，内置式聚磁永磁体转子结构，结构工艺性简单，材料利用率高。从试验数据看出，制造的样机具有功率因数高、转矩大、转矩密度高的特点。样机研制的成功为以后横向磁通永磁电机的研究提供了一定的价值。2号站代理注册