刘伟亮，柴凤，裴宇龙，程树康，陈清泉

(哈尔滨工业大学 电气工程及自动化学院，黑龙江 哈尔滨150001)

0 引言

锥形转子永磁电机与传统永磁电机有着不同的结构特点，其转子呈锥形，在一定的条件下转子可以在轴向移动，从而可以改变定转子间的相对位置及气隙大小，因此可以直接调节气隙磁场。定转子对齐以及错开时的磁场分布决定着电机性能参数的变化，准确获得其磁场分布是分析电机性能的前提条件，简化的二维有限元计算会得到偏大的结果[1－2]，三维有限元方法则能够有效的分析复杂结构电机中的磁场分布[3－7]。

对于锥形转子永磁电机，交直轴电感参数不仅与电流的大小和方向有关[8－9]，定转子错开时电感也会有一定的变化，如锥角等结构参数对交直轴电感的影响是电机设计角度应该考虑在内的内容。转子轴向位移不同时转矩的变化在一定程度上表征着电机功率的变化[10]。

本文通过三维有限元方法分析了锥形转子永磁电机的磁场分布变化规律，研究了转子的轴向位移、锥角等结构参数对电机性能参数的影响，为这种类型电机的合理设计及应用奠定了基础。

1 锥形永磁电机的磁场分布及漏磁系数

1.1 电机结构

锥形转子永磁发电机的定子铁心与锥形异步电机相同，定子内圆呈圆锥形。转子铁心如图1所示，永磁体切向式嵌入实心转子铁心内部，并且可以采用梯形或者平行四边形截面两种形状，两种形状永磁体斜边斜度与转子外圆保持一致，前者永磁体宽度沿电机轴向改变，永磁体发出磁通面积较大，永磁体槽口漏磁不变，后者永磁体宽度沿电机轴向宽度不变，截面积较小，并且会在永磁体槽底增加一项漏磁导。……