一种新型电机——双转子永磁电机王正平董江伟税航伟肖凡山东大学（250061）AkindofNovelMachine-Dual-rotorPermanent-magnetElectricMachineWANGZhengpingDONGJiangweiSHUIHangweiXIAOFanShandongUniversity摘要：文章介绍了一种新型的径向磁路绕线式双转子永磁电机。对其基本原理、分析方法、等效磁路及参数计算进行了讨论。关键词：转矩密度效率等效磁路中图分类号：TM351文献标识码：ADOI编码：10.3969/j.issn1006-2807.2014.03.004Abstract:Akindofnovelmachine——radial-fluxtoroidally-woundpermanent-magnetmotorwithdual-rotor（RFTPMforshorten）wasintroducedwhileitsfunda-mentalprinciple,analysismethod,equivalentmagneticcir-cuitandparametercalculationwerediscussed.Keywords:torquedensityefficiencyequivalentmagneticcircuit双转子永磁电机是一种新型的电机，这种电机在结构上好象是粘合在一块的两个永磁同步电机。与传统的单转子永磁电机相比，它增大了电机气隙表面积，因而增大了转矩密度。同时，它的定子绕组也不同于普通电机，不同极下的同相绕组采用引线相连，可大幅度减小端部绕组的影响。永磁体组成。转子上没有绕组，定子绕组的绕法和普通电机的差别很大。定子绕组可以作成二相、三相、四相甚至更多相，也可以做成集中绕组或分布绕组。一个极下的绕组都是从上层/下层定子槽中入，从下层/上层定子槽出，不同极下的绕组以单根引线相连，这样可大大减小端部绕组的影响。根据内、外转子永磁体的极性关系，该电机可以分成两种结构，一种是内、外永磁体充磁方向相同，这时磁力线穿过定子，通过转子铁心闭合；另一种是充磁方向相反，这时磁力线分成两部分，每部分磁力线通过定子铁心和各自的转子铁心闭合[2]。为了减小端部绕组影响，应该采用后者。下面以三相八极双转子永磁电机为例进行叙述，其截面图如图1；定子一相绕组连接示意图如图2，其它两相绕组的连接情况类似；电机一对极下空载磁力线分布图如图3。由图3可以看出，内层磁力线与外层方向相反，但是内层电流同样也与外层相反，从而保证1原理1.1结构双转子永磁电机由三部分组成，由外向内依次是外转子、定子和内转子。外转子由外转子铁心和其内表面的永磁体组成；定子分成内、外两外转子铁心外转子磁极定子槽定子齿转轴定子铁心外气隙内气隙内转子磁极内转子铁心层齿槽结构；内转子由内转子铁心和其外表面的图1三相八极双转子永磁电机截面图2014年第3期9效磁路如图6。图2定子一相绕组通电示意图R1R2R3R7R8通电绕组R5R9R1R6R10图3电机一对极下空载磁力线分布图图4一相绕组通电磁力线截面图（不考虑永磁体）电磁转矩与外层相同，内外电磁转矩叠加，电机转矩密度增大。1.2分析方法由图2和图3可以看出，双转子永磁电机的定R2R3R1FcF等效磁动势R上槽口等效磁阻c1子绕组可以等效成内外两层独立的绕组，因此在进行电机分析计算时，可以把双转子永磁电机等效成内外两个独立的电机－外转子电机和内转子电机。1.3优点双转子永磁电机有以下优点：（1）转子-定子-转子和双气隙结构，增大了电机的有效气隙面积，提高了转矩密度。（2）电机漏抗减小，效率升高，同时绕组用铜量减小[3]，电机制造费用降低。（3）双转子电机可以大幅度的提高转矩密度，这样就可以采用价格较低的永磁材料，同样可以保证高转矩，从而降低永磁体的费用。（4）可以平衡定、转子之间的径向磁拉力，有利于电机的稳定运行。R2外电机通电槽中心线左侧气隙和永磁体的等效磁阻和R3外电机通电槽中心线右侧气隙和永磁体的等效磁阻和图5仅交链通电绕组的磁力线的等效磁路R7R8FcR7外电机永磁体左侧空气磁阻R8外电机永磁体右侧空气磁阻图6交链其它两相磁力线的等效磁路3电感参数计算为了分析方便，这里仅仅给出自感的主电感部分计算，其它电感的计算与之类似。以通电绕组中心线为坐标原点，一个极相组下的基波磁势可以表示为：2等效磁路4Fc＝π×qNcic2kw1cosθs在进行电感等参数计算时，要用到电机的等效磁路，根据上面提到的分析方法，可以仅仅计算外转子与外槽的参数，内层参数可以做尺寸替换即可。下面结合一相绕组通电时的电枢磁场磁磁密可以表...