罗正豪，柳 霖，井立兵,2

(1.三峡大学，宜昌 443002；2.湖北省微电网工程技术研究中心，宜昌 443002)

0 引 言

平行或径向充磁通常运用于表贴式永磁电机设计中，但这两种充磁方式都存在气隙磁密波形畸变、正弦度差、谐波含量高等问题。Halbach永磁阵列是Klaus Halbach教授在劳伦斯伯克利国家实验室研究出的一种特殊磁体阵列结构，具有接近正弦的磁场分布，磁场的强度呈明显的单边性(磁自屏蔽特性)等特点，早期这种阵列结构被运用于粒子加速器、同步辐射装置等高能物理领域中。这些独有的特性使得Halbach阵列在对电机设计和优化中具有重要意义，在学术界越来越受到关注。

针对传统单层Hablach永磁阵列在电机领域中的应用，国内外已有大量文献对其进行研究。文献[1]中研究了单层Halbach阵列，提出磁极分段，比较了每极分块数不同对气隙磁密的影响，得出磁极块数会影响Halbach阵列的正弦性。文献[2]研究了极弧系数不为1的永磁体每极分3块的Halbach阵列。文献[3]研究了分成3块不等厚的磁极结构，并采用Halbach阵列充磁。文献[4]研究了磁极分段的单层Halbach阵列，提出了分段的单层Halbach阵列的永磁电机的最佳尺寸设计方法。

近年来，有一些文献提到双层结构的Halbach阵列，并做了一些研究。文献[5]提出了一种双层Halbach结构的永磁体阵列，设计了一台高速无槽永磁同步电机，并对永磁体尺寸做了优化，提高了气隙磁密正弦度。文献[6]研究并优化了双层Halbach阵列的充磁方向，比较了单层和双层的气隙磁密的正弦性，但没有分析永磁体的尺寸。……