刘明基，韩 志，裴亚伟，张元星

(华北电力大学，北京102206)

0 引 言

在用传统方法设计的永磁电机中，气隙磁场中含有较多的谐波，当永磁体磁路结构设计不合理时，谐波会更加严重，使得电动势中谐波含量很大，导致定子绕组感应电动势波形发生畸变，同时增加了电机谐波电流和附加谐波铁损耗和铜损耗，影响电机效率的进一步提高。因此，需要对永磁电机的磁极形状进行优化设计，已获得比较理想的空载气隙［1］。

长期以来，研究人员对永磁同步电机气隙优化设计进行了研究，但大多主要集中在表面式磁钢结构的永磁电机进行优化设计。文献［2］对表面磁钢结构的永磁电机磁极形状进行优化，将遗传算法引入到电磁场反问题求解中，利用有限元方法与遗传算法相结合，通过求解电磁场获得理想磁场波形的磁极形状。文献［3］采用有限元方法分析了偏心设计的V 形内永磁电机的磁场，得到了偏心度与磁场的关系，用曲线拟合找到最小空载气隙磁通密度谐波含量的点。文献［4］对内置式磁路结构永磁同步电机的空载气隙磁通密度波形进行了分析研究，提出了采用不均匀气隙法改善其波形分布，并采用模拟退火算法进行优化设计。但模拟退火法收敛速度相当慢，往往需要经过许多次的收敛迭代才能得到全局最优解;文献［5－6］讨论了S 型和V 型两种类型的内置式永磁电机，将等效磁路法和有限元法相结合，建立电机基本模型，然后采用多目标函数的Taguchi 方法对内置式V 型永磁体的磁钢厚度、永磁体磁极夹角、永磁体距转轴的距离进行多目标优化设计。……