軸向磁通開關磁阻電機定、轉子齒形在不同圓周半徑上極弧角度改變不共同，利用二維解析法剖析該類電時機帶來較大差錯。該文利用準三維解析法對軸向磁通電機打開徑向分層計算，斷定電機轉子要害方位處的磁鏈特性。在準三維解析法剖析的基礎上，利用準三維有限元方法對根據不同鐵磁資料的模型進行了比較剖析。
研討成果和樣機測試數據表明：根據有取向硅鋼資料的軸向磁通開關磁阻電機定、轉子磁極軸線對齊方位處的磁鏈值能夠進步15%，準三維解析法的分層計算精度較高，關于電機初期規劃而言，該方法的磁鏈剖析差錯從工程上認為是能夠承受的。
開關磁阻電機因具有成本低、易保護、可控性高以及容錯性好等長處而得到了人們的廣泛關注和迅猛發展[1-8]。開關磁阻電機與傳統異步電機、直流電機比較具有結構簡單、運轉可靠性高、起動轉矩大、繞組端部短等長處。
但是，其磁阻性質的電磁轉矩決議了該類電機的轉矩密度相對較低，這也是開關磁阻電機進入高功能驅動領域需求面臨和解決的問題。所以，本文依據開關磁阻電機的結構特色，經過電機鐵磁資料優化選擇以及相應的電機拓撲結構優化規劃，以期進步電機功能，進一步擴展該類電機的使用場合。
一般來說，無取向硅鋼片首要使用于各類旋轉電機、電子變壓器鐵心的生產制作中，而有取向硅鋼片首要用于變壓器、互感器、電抗器、大型發電機等設備的鐵心制作。在旋轉電機運轉過程中，磁通方向會隨著轉子運動不斷改變，假如簡單地將有取向硅鋼片替代無取向硅鋼片運用于旋轉電機中，定、轉子齒軛結合部磁通方向的劇烈改變將導致電機功能的惡化。
現在，國內外許多學者針對有取向硅鋼片使用在旋轉電機中的問題開展了研討。日本學者T. Tomida等[9]對內嵌式永磁同步電機定子結構進行修改，利用高磁感雙取向硅鋼片取代傳統無取向硅鋼片，定子齒模塊中的主磁路方向與雙取向硅鋼片橫紋方向基本共同，定子軛部與雙取向硅鋼片軋制方向共同。得益于高磁感雙取向硅鋼片在兩個筆直方向上的高磁導率和低鐵耗，電機功率可進步2%[9]。法國學者S. Lopez等[10]提出一種硅鋼片疊壓方法，使晶粒取向硅鋼片的軋制方向盡量與定子磁路方向保持共同，然后取得最優的勵磁電流和鐵心損耗。
日本學者K. Fujisaki等[11]將晶粒取向硅鋼片切割成獨立的定子齒和軛部，提出了一種新型電機并將其命名為“磁各向異性電機”，經過對電機參數進行優化，使該電機比平等條件下傳統無取向硅鋼資料電機的鐵心損耗降低了43%，轉矩峰值進步了2%。2014年，該研討團隊成功地試制出樣機，為了確保疊壓精度、同心度，減小安裝過程中應力對晶粒取向硅鋼片電磁功能的影響，他們利用工裝夾具對電機定子齒、軛進行安裝并用硅膠粘合，試驗成果表明樣機在不同轉速下的風摩損耗均優于平等條件下的傳統無取向硅鋼資料電機[12]。
沈陽工業大學劉力夫等[13]以近極槽永磁同步電機為研討目標，經過在定子齒部引入晶粒取向硅鋼片資料對電機的電磁轉矩、轉矩脈動、鐵心損耗等特性改變打開研討，剖析了不同齒寬和齒頂極弧對電機功能的影響，成果表明使用晶粒取向硅鋼片的近極槽永磁電機平均電磁轉矩可進步10%以上，得益于晶粒取向硅鋼片切向低磁導率的特色，能夠有用按捺齒頂漏磁，然后降低了電機轉矩脈動，而晶粒取向硅鋼片電機的鐵心損耗略有進步[13]，這一點與其他文獻剖析成果有所不同。
軸向磁通開關磁阻電機規劃過程中，需求依據電機運轉的工作方法，運轉環境、冷卻方法等條件進行電磁、機械結構規劃。經過對電磁功能的核算以及參數優化，達到預期的功能指標[14]。本文依據軸向磁通開關磁阻電機定、轉子齒形特色，結合鐵心資料電磁特性打開準三維解析法剖析研討，給出開始電磁規劃方案。接著針對軸向磁通開關磁阻電機部分飽和磁場特性，利用準三維有限元模型方法來驗證解析法剖析成果，并規劃、制作了一臺根據晶粒有取向硅鋼資料的雙定子、單轉子軸向磁通開關磁阻電機，以檢驗理論和仿真剖析成果。
圖12 電機的定、轉子安裝圖
結論
本文依據軸向磁通開關磁阻電機的結構特色，結合鐵心資料電磁特性開展了準三維解析法剖析研討，并給出了電機轉子要害方位處的磁鏈特性。利用準三維有限元方法驗證解析法剖析成果，得到滿足電磁功能指標要求的定、轉子結構參數。最終，規劃、制作了一臺根據晶粒有取向硅鋼資料的雙定子、單轉子軸向磁通開關磁阻電機樣機，并對其磁鏈參數進行測試，成果表明：
1）根據晶粒有取向硅鋼資料的軸向磁通開關磁阻電機與傳統無取向硅鋼資料電機比較，定、轉子磁極軸線對齊方位處的磁鏈值可進步15%，具有更高的電磁轉化能力。
2）準三維解析法的剖析精度較高，最大差錯率不超越6%。從工程上看，關于電機的初期定性規劃而言，其差錯認為是能夠承受的，具有參考價值。
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