司纪凯， 高蒙真， 封海潮， 高彩霞， 王要强

(1.郑州大学 电气工程学院，郑州 450001；2. 河南理工大学 电气工程与自动化学院，河南 焦作 454001)

0 引 言

直驱永磁同步电机(direct-drive permanent magnet synchronous motor, DDPMSM)具有结构简单、体积小、动态性能好等优势，被广泛应用于电动汽车、风力发电以及航空航天等领域[1-3]。在工业应用中，受空间位置、安装尺寸等限制，要求直驱永磁同步电机能够在机械结构尺寸一定的情况下，输出更大的转矩。因此，提高转矩密度成为电机领域的重要研究课题。

国内外学者对电机的转矩密度进行了深入的研究，得到了有效提高直驱永磁电机转矩密度的措施。文献[4]通过改变极弧和极距的比值，减小转矩波动，改善空载反电势波形的正弦性，从而提高电机的输出转矩。文献[5]在电机性能不变的情况下，以转子质量最小为优化目标，优化每极两块Halbach磁极结构，减小转子轭部厚度，提高转矩密度。文献[6]采用模块化定子结构，提高了槽满率，转子采用不导磁的铍铜合金并设计隔磁桥使转子漏磁达到最小，实现电负荷与磁负荷的最大化来提高转矩密度。文献[7]对比了分布绕组和集中绕组对反电势谐波的消除作用，并分析了槽开口宽度对反电势谐波的影响，通过合理选择极槽配合以提高电机功率密度。文献[8]根据内置直驱永磁电机的结构特点，增加转子隔磁桥的宽度来增大q轴电感，提高电机磁阻转矩。文献[9-11]在电机的气隙磁场中注入了三次谐波分量，并施加带有相同谐波成分的定子电流来提高电机的转矩密度。……