上官璇峰，刘永健，杨婷玉，卫劲松

(河南理工大学 电气工程与自动化学院,河南 焦作 454150)

随着经济的发展，电动工具和家用小电器的需求在不断提高[1]。单相串激电机既适用于交流电源，又适用于直流电源，具有体积小、转速高、起动转矩大以及使用方便等优点，被广泛应用在小型机床、化工、家电和电动工具行业。因此，对单相串激电机的研究具有重要的工程价值[2]。

近年来，国内外学者对单相串激电机的研究主要集中在电机的换向性能和优化设计上。文献[3]设计了一种定子采用爪极结构的串激电机，这种结构利用各向同性的软磁复合材料作为铁芯和集中绕组。文献[4]基于等效磁路法对单相串激电机的换向过程进行了研究，并对采用两个换向片和3个换向片的电刷接触电阻进行了研究分析。文献[5]对一种食物搅拌机用的单相串激电机进行深槽设计，并进行换向性能分析。文献[6]提出了一种低成本四极串激电机设计分析，其电枢绕组采用叠绕绕制和两对电刷。文献[7]提出一种高输出等效四极两刷通用电机，其输出功率高于常规两极电动机。

本文基于一台电镐电机进行研究，将定子结构改为有辅助磁极四极的结构，磁极顺序为N-S-N-S。一对磁极绕制线圈产生相同的极性，另一对辅助磁极无需绕制线圈，磁力线经过辅助磁极闭合构成四极。电枢绕组采用波绕组，只需一对电刷。本文利用Maxwell有限元软件对四极电机的磁场分布和气隙磁密以及电机的工作特性进行仿真分析，并对电机的带负载运行性能和不同电刷偏移角时径向力进行研究分析。……