吕新明，王黎，杨升日

( 浙江华丰电动工具有限公司，浙江 金华 321000 )

0 引言

提出一种新的电机结构形式，特点是电机定子和转子由一对互相啮合的内外齿轮构成。运转时，定子和转子始终啮合在一起，这有别于其他类型电机。当定子上的各相磁极按顺序依次通断，产生的电磁吸力驱使转子与定子啮合并旋转，将电能转化为机械能。这种电机的转子运动包含绕转子中心自转和绕定子中心公转的复合运动。根据机械原理，其自转相当于经过一级减速，可提供低速大扭矩动力。电机的详细结构见于文献[1]。这种电机由磁阻效应产生扭矩，又区别于普通的磁阻电机，因此命名为啮合式磁阻电机（Gearing Reluctance Motor）。其结构原理如图1所示。

图1 啮合式磁阻电机结构原理

设内外齿轮齿数分别为Z2和Z1，则减速比为Z1/(Z2-Z1)。一般Z2-Z1=1~2，减速比随Z1的取值一般在20~30左右或者更高。这种电机是磁阻电机与行星减速器的有机融合，利用较小的体积输出较大的扭矩，在电动工具领域具有应用潜力。

为便于电机结构参数的设计和优化，以及控制模式的仿真，建立电机模型是当务之急。本文进行了如下研究： 建立电机参数化气隙磁导模型、电机磁通非线性解析模型，通过对样机的测试，验证了正确性。

1 气隙磁导计算

磁阻电机的主要原理是磁力线始终走磁阻最小的路径，气隙磁导随着电机转子位置而变化是产生扭矩的主要原因。研究气隙磁导的变化规律是这类电机的研究基础。

由图1可见，啮合式磁阻电机定子和转子中心不重合，为偏心安装结构，造成电机定转子之间的气隙在圆周方向上分布不均匀。……