王淑红，吕 航，武 潇，赵晓春

(太原理工大学，太原030024)

0 引 言

双转子永磁直流电机由内转子(电枢转子)和外转子(永磁体转子)组成。运行时，两个转子受到耦合场的电磁转矩为等大小反方向的相互作用转矩，使两个转子朝相反的方向旋转［1］。因此电机的固定部分不承受电磁转矩，可明显提高机身的平稳性，在船舰推进系统中有广阔应用前景［2］，针对对转结构永磁直流电动机的性能进行研究尤为重要。

文献［3］使用有限元法对传统单转子永磁直流电机进行了建模分析，简要讨论了电机结构上的各参数对性能的影响。文献［4］以抑制转矩波动为目标对传统永磁直流电机进行了优化设计，使用有限元法对优化结果进行了检验。目前对于双转子永磁直流电动机的有限元研究文献较少。本文分别就静态特性与动态特性对双转子永磁直流电动机进行了有限元分析;并采用重叠换相方法，改变控制主电路中开关管提前导通角，找到了使电磁转矩波动范围减小的最佳提前导通角。减小了稳定运行过程中的电磁转矩脉动率。

1 静态有限元模型的建立

图1 双转式永磁电动机结构

2 静态性能分析

对有限元模型计算之后能够得到静态特性，包括静磁场分布情况和一对极范围内特定激励方式下电机静转矩特性Te=f(i，θ1，θ2)，与电感特性L =f(i，θ1，θ2)。

2.1 磁场分布

图2 为两个不同相对位置处静态磁密分布图。B 相绕组中通以30 A 的正向电流，C 相绕组通相等大小的反向电流。图2(a)为初始位置处磁密分布图，可以看出12 个磁极分界线处的外转子圆钢磁密达到了高度饱和，为1.76 ～1.89 T 之间。……