杜 怿，赵佳生

(江苏大学 电气信息工程学院，镇江 212013)

0 引 言

近年来，随着新能源汽车、轨道电力牵引和风力发电等技术的蓬勃发展，分数槽集中绕组永磁电机得到了广泛应用[1-3]。由电机学基本原理可知，永磁磁场和电枢反应磁场中，具有相同极对数和相同转速的谐波分量的相互作用，是永磁电机实现有效机电能量转换的本质机理[4]。然而，受分数槽集中绕组结构和定子齿槽的影响，该类电机电枢反应磁场中通常含有丰富的谐波分量，除能与永磁磁场相互作用并产生有效转矩输出的工作谐波外，还包括不参与有效机电能量转换的无效谐波，无效谐波不仅降低了电流利用率，而且会产生相应的转矩脉动和损耗，降低电机的输出性能。

为此，国内外学者提出了多种永磁电机电枢绕组低谐波设计方法。谢菲尔德大学Wang J B教授提出将定子槽数加倍，从而将原三相分数槽集中绕组分成2套配置相同、并错开一定角度的三相绕组，以消除电枢反应磁场中所有奇数次或者偶数次谐波[5]。此外，Wang J B教授还提出将绕组分为3套三相绕组，使得每套绕组相同极对数的工作谐波同相位，无效谐波互差120°电角度的九相低谐波设计方法[6]。德国学者Gurakuq Dajaku相继提出线圈两侧导体数不等和定子磁轭中使用磁障改变磁路中谐波分布等方法，实现电枢反应磁场无效谐波的抵消[7]。文献[8-9]则提出了一种基于星-三角混连的低谐波设计方法，即定子齿上同时包含一套星形和一套三角形接法绕组，并最终将两者混合连接，基于两者之间特有的电流相角差与特别设计匝数比，实现电枢磁场无效谐波的抵消。……