李 琛 章跃进 仇志坚

（上海大学机电工程与自动化学院 上海 200072）

1 引言

传统永磁型无轴承电机以表贴式为主，另有插入式、埋入式、混合式等多种转子结构。但这些无轴承电机的悬浮控制都需事先获得转子的旋转位置角，故悬浮控制很大程度上受到转矩控制的影响，难以实现两者之间的真正解耦，为此日本学者提出了一种新型的无轴承交替极永磁电机[1]。与传统永磁型无轴承电机相比，交替极无轴承电机转子的永磁体内置，径向充磁并按同一极性排列，永磁体之间的铁心被磁化成沿径向方向的相反磁极，与永磁体磁极构成交替分布，如图1所示。该电机的悬浮控制无需转子的旋转位置角信息，能有效减小传统无轴承永磁同步电机转矩与悬浮性能之间的耦合效应[2]。

永磁电机二维气隙磁场可以采用有限元法或解析法求解。无轴承永磁电机气隙磁场十分复杂，由转矩绕组、悬浮绕组和永磁体三者产生的磁场叠加而成，以往研究多采用有限元法仿真计算。有限元法计算精度高，能较准确地获得叠加的复杂磁场，但优化设计须反复建模，计算耗时较长，转子转动会影响网格的剖分。而解析法物理概念清晰，可实现转子的自由转动。在电机设计初期，不考虑转矩绕组和悬浮绕组产生的磁场，解析法能初步判断电机参数是否满足气隙磁场要求，尺寸调整方便，计算量小、速度快。

二维解析法多用在表贴式永磁电机磁场解析中。……