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定子永磁式双转子电机设计与实验研究摘要：传统的驱动汽车的内燃机优化效率较低，只有30%~40%左右，可以在非常窄的速度-扭矩范围内获得，因此汽车在不同工况下的平均效率较低。
为了实现内燃机在不同工况下都能运行于最优效率，提高燃油经济性，专家提出了不同结构的双转子电机，以应用于混合动力汽车驱动系统。
其原理是通过两个可变速和变转矩的转子，将内燃机和电动机两种功率流实现合理的耦合及分配，满足不同工况负载要求的同时使内燃机始终工作在最优效率点。
双转子电机可代替传统汽车中的离合器、变速箱、差速器、起动电机和发电机，不仅节约了空间，而且功率密度和能量传输效率也得到很大提升。
关键词：永磁磁通切换电机；双转子电机设计；混合动力汽车；电磁性能；提出一种应用于混合动力汽车驱动系统的新型定子永磁式双转子电机，即将双转子电机概念与永磁磁通切换电机相结合，以获得高转矩密度、低转矩脉动及高功率密度，满足混合动力系统对于小型轻量化及平稳运行的需求。
一、概述双转子电机最早由1935年提出采用同心布置的两台直流电机及串级调速方法以提高效率。
荷兰代尔芙特理工大学的教授提出了基于改进的感应电机串级调速的电气变速器（EVT）的概念，瑞典皇家理工学院的Chandur Sadarangani教授提出了中间转子为双面永磁结构的四象限机电能量转换器（Four Quadrant Transducer，4QT）。
其中四端口能量变换装置（4QT）由于采用永磁材料而拥有较高功率密度和高效率，然而其中间转子结构复杂，内外侧永磁体的安装和固定存在难度，且内外电机磁场耦合程度较高。
另一种开关磁阻双转子电机结构是基于最小磁阻原理的四端口机电能量变换器，结构简单，且中间转子无永磁体无绕组，允许有较高温升，起动转矩大，低速性能较好，调速范围宽，然而其转矩脉动较大，其转矩密度及功率密度相对采用永磁体材料的4QT较低。
二、电机拓扑结构及系统工作原理1.FSPM-DR电机拓扑结构。
基于参数敏感度的双凸极永磁型双定子电机的优化设计和性能分析陈云云;朱孝勇;全力;韩旭;贺晓杰【摘要】Combined with double stator motor theory and double salient permanent magnet motor theory,the double-salient permanent-magnet double-stator (DSPMDS) machine is suitable for electric vehicles (EVs).It has the advantages of high torque density,high power density and more flexible working modes.In view of the complex structure of the DSPMDS with two rotors and two air gaps,this paper presents the optimal design of the DSPMDS to obtain a low torque ripple and high power density.The sizing equation is derived and the initial design dimensions are determined.The parametric model of the machine is built up.By using optimization method of multi-objective sensitivity,the key structure size parameters are screened that affect the torque ripple and core loss obviously.Then the optimal structure size parameters are determined by further using response surface method.By means of the finite-element method,the electromagnetic performance of the DSPMDS is investigated.Both the results of finite-element analysis and experiments verified the design method and the theoretical analysis,which enrich the fast design and optimization way of the complex PM motor.%双凸极永磁型双定子(DSPMDS)电机是针对电动汽车(EVs)驱动电机的应用要求,融合了双定子电机理论和定子永磁型双凸极电机理论,具有高转矩密度、高功率密度以及更加灵活多变的工作模式等优点.针对该电机双层气隙、双定子的复杂结构,在DSPMDS电机初始设计尺寸的基础上,通过建立电机参数化模型,并采用多目标敏感度优化方法,筛选出对电机转矩波动和铁心损耗影响最大的关键结构尺寸参数,在此基础上进一步采用响应面法选取最优结构尺寸参数.采用有限元仿真计算分析DSPMDS电机的反电动势、铁心损耗、定位力矩等电磁性能,样机实验结果验证了所提出的参数敏感度优化设计方法和性能分析的正确性,丰富了该类复杂结构的永磁型电机的快速设计和优化的途径.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2017(032)008【总页数】9页(P160-168)【关键词】双凸极永磁型双定子电机;多目标敏感度;响应面法;电磁性能【作者】陈云云;朱孝勇;全力;韩旭;贺晓杰【作者单位】扬州大学水利与能源动力工程学院扬州 225127;江苏大学电气信息工程学院镇江 212013;江苏大学电气信息工程学院镇江 212013;扬州大学水利与能源动力工程学院扬州 225127;扬州大学水利与能源动力工程学院扬州 225127【正文语种】中文【中图分类】TM351Keywords：Double-salient permanent-magnet double-stator motor,multi-objective sensitivity, response surface method,electromagnetic characteristics在电动汽车驱动电机领域，永磁电机由于具有的高效率和高功率密度等优点，不仅成为车用驱动电机研究领域的热点，同时也成为众多电动汽车厂商们首选的电机种类之一[1,2]。
新型双定子双凸极可变磁通记忆电机设计与性能比较
王孙清;于朝;郑恒持;徐纪伟
【期刊名称】《微特电机》
【年(卷),期】2024(52)1
【摘要】结合双凸极结构、双定子和混合永磁体的特点,提出了三种新型双定子双凸极可变磁通记忆电机(DS-DSVFMM)。
通过采用高矫顽力和低矫顽力两组永磁体,实现了电机的高转矩密度和在线调磁功能。
为了充分利用电机的内部空间,高矫顽
力和低矫顽力永磁体以及调磁绕组都被放置在内定子中。
建立该电机的简化等效磁路模型,并分析其磁通调节原理和特性;对三种不同结构DS-DSVFMM的调磁能力、负载转矩和抗退磁性能进行了研究和比较。
对T形DS-DSVFMM进行加工和测试,并通过实验验证了该电机结构及其有限元分析的正确性。
【总页数】8页(P6-12)
【作者】王孙清;于朝;郑恒持;徐纪伟
【作者单位】中国船舶科学研究中心;深海技术科学太湖实验室;深海载人装备全国
重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TM351
【相关文献】
1.新型轴向磁通双凸极永磁发电机的设计与分析
2.基于在线调磁的双凸极磁通记忆发电机恒压发电性能研究∗
3.新型轴向磁通双凸极永磁电机设计与建模仿真∗
4.新型
简单凸极转子双定子无刷双馈发电机的设计与分析5.定子不对称极混合励磁双凸极电机改进型非线性变磁网络模型构建方法研究
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研究与交流定、转子齿极结构对双凸极永磁电机转矩脉动的影响孙健王爱元王涛金永星上海电机学院（201306）Torque Ripple of Doubly Salient PM Motor Affectedby Stator and Rotor Tooth Pole StructureSUN Jian WANG Aiyuan WANG Tao JIN YongxinShanghai Dianji University摘要：由于双凸极永磁电机的定、转子呈特殊双凸极结构，当电机在运行时会导致定、转子齿重合之前产生边缘磁场效应，使得电机呈现强非线性和高度耦合性，从而导致电机产生转矩脉动。
针对传统电机结构对电机转矩的影响，提出采用增大转子极弧宽度和改变定子齿极面的方法来减小双凸极永磁电机的转矩脉动。
以一台1.1kW-3850r/min-12/8极双凸极永磁电机为例，通过Maxwell建立2D模型进行有限元分析，结果表明上述方法在保证电机平均转矩不降低的情况下，能有效降低电机的转矩脉动。
关键词：双凸极结构双凸极永磁电机转矩脉动边缘磁场效应中图分类号：TM351文献标识码：ADOI编码:10.3969/j.issn.l006-2807.2019.03.008 Abstract:Because of the special doubly salient structure of stator and rotor in the doubly salient PM motor,the edge magnetic field occurs at the moment before stator and rotor tooth pole coincides during operation,making the motor as if with strong non-linearity and high coupling to result in the motor torque ripple phenomenon.Against the phenomenon that the motor torque influenced by its traditional structure,method to increase the width of rotor pole arc as well as change stator pole surface is proposed,in order to reduce torque ripple of doubly salient PM motor A1.1 kW-3850r/min-12/8pole doubly salient PM motor is taken as example and a2D model is established by Maxwell to perform the FEM analysis.The result shows the above・me tioned method capable of reducing the motor torque ripple effectively in case that guaranteeing not to decrease the average torque of the motorKeywords:doubly salient structure doubly salient PM motor torque ripple edge magnetic field effect双凸极永磁电机(Doubly Salient Permanent Magnet Motor,缩写为DSPM)的结构外形与开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,缩写为SR)有共同之处，其定、转子均为双凸极形状，且均由硅钢片压制而成，转子上无绕组和永磁体，定子极槽间绕有铜质的集中式绕组。
