吴 冰，王建良

（1.湖南铁道职业技术学院，株洲412001；2.中国南车株洲电机有限公司，株洲412001）

0 引 言

永磁电机具有起动转矩大、功率密度高、质量轻、转速范围宽等特点，在电动汽车、工业伺服、风力发电、机车牵引等领域都得到了广泛的应用［1⁃2］。而永磁电机的磁钢布置方式又可分为表面式、内置式和爪极式等多种方式。为使永磁电机空载气隙磁密波形更趋于正弦波，以降低电机的转矩波动和高次谐波损耗等，常用的方法是采用偏心型气隙。但偏心气隙会带来气隙等效磁路计算长度困难等一系列问题。目前的计算方法可分为有限元法和解析法。有限元法计算精度高，但耗时长，且内部处理过程不清晰。而解析法计算速度快，计算量小，目前主要有等效网络法、子域模型法、谐波建模法［3⁃6］，文献［3⁃6］对气隙磁场进行了计算，但对于偏心情况的等效气隙并没有进行有效的计算与推导，而文献［7］尽管推导出了偏心永磁体的半径函数，但对于偏心气隙的具体计算并没有涉及。

为解决上述问题，本文从偏心外转子表面凸出式永磁电机的气隙结构出发，推导出了偏心气隙各点气隙值随磁钢机械角变化的关系，并通过以此关系为基础的永磁电机磁路算法所得到电机性能参数与实验值进行对比，验证了该计算方法的正确性与广泛适用性。

1 外转子表面凸出式永磁电机偏心气隙结构

对于偏心结构的外转子表面凸出式永磁电机，其磁钢与磁钢支架以及电机定子间的关系如图1所示。……