水下双定子永磁无刷电机拓扑结构与绕组设计

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1、<电气开关》(2015．No．1)57文章编号：1004—289X(2015)01—0057—05水下双定子永磁无刷电机拓扑结构与绕组设计胡岩，李扬(沈阳工业大学电气工程学院，辽宁沈阳110023)摘要：为了应对水下推进电机对高功率密度的要求，设计了一台6kW，4500r／min双定子永磁无刷直流电机，结合水下电机的特殊设计特点，采用特殊转子结构减少搅油损耗，用有限元分析的方法研究了内外定子槽数不等时的相电动势波形及绕组轴中线位置确定方法。关键词：水下；XK定子；永磁无刷；电机拓扑；绕组设计中图分类号：TM33文献标识码：BTopologyofDoubleStatorPermanentM

2、agnetBushlessMotorandWindingDesignHUYan，L／yn(CollegeofElectricalEngineering，ShenyangUniversityofTechudogy，Shenyang110023，China)Abstract：Inresponsetothetotherequirementofhighpowerdensityofunderwaterpropulsionmotor，designeda6KW，4500r／mindoublestatorpermanentmagnetbrushlessDCmotorforunderwatervehicl

3、e，consideringsomespecialrequire—mentofunderwaterapplications，aspecialrotorstuctuerhasbeenadoptedtoreduceviscousloss，studytheEMFwave-formandthewindingaxispositionwithfiniteelementanalysismethodwhentheouterandinnerslotisdiferent．Keywords：underwater；doublestator；permanentmagnetbushless；brushless；top

4、ology；windingdesign由于水下电机既是水下装置的动力驱动，又是负1引言载的一部分，因此如何提高功率密度成为水下推进电随着陆地资源的13益紧张，人类对资源的争夺也机设计的重要任务。稀土永磁电机由于效率高、体积13趋激烈，占地球总面积2／3的海洋蕴含着巨大的资小、性能优良等特点，得到了越来越广泛的应用。稀土源财富，同时也有许多未知领域期待人们的探索。海永磁无刷直流电机由于功率密度高，结构简单，适合充底矿产资源不仅包括石油、天然气这些我们今天熟知油式平衡压力的结构，是现今深海推进电机的研究热的燃料资源，还包括可燃冰、金属结核、富钴结壳、海底点，现有的水下推进器的产品中，永磁无刷

5、电机已热液硫化物等¨J，其潜在的商业价值是巨大的，各国经基本取代异步机和直流电机。与普通单定子结构电纷纷把海洋资源的研究开发提升到战略高度。同时，机相比，同体积的双定子发电机能够输出更大功率，并对海洋的研究也有助于提升医学、生命科学、地球科学具有较好的动态响应性能J，近年来在风力发电J、等学科的认知水平。工欲善其事，必先利其器。为了电动汽车驱动电机’领域有着广泛研究。满足海洋研究的需要，各种水下机器人、潜水器的研究本文研究的同心式双定子电机相比较普通结构电开发的竞争也越来越激烈，可以说，潜水器的装备水平机，内部多了一个同轴安装的定子，两个定子中间安放直接决定了海洋研究的水平。杯形转子，这

6、样就形成了双气隙结构。由于杯形转子水下推进电机作为潜水器和水下机器人的动力系结构重量较轻，内外定子绕组形成的电枢磁动势共同统的主要部分，其性能直接影响潜水器的灵活性和可作用，因此具有惯量小，转矩大的特点。双定子电机的操控性。交流异步电机主要应用在浅海电缆供电，对实际意义在于内定子分担的电机功率大小，如果内定潜水器灵活性要求不高但功率水平较高的的场合，永子分担的电机功率所占电机整体输出功率较小，就失磁直流电机则应用于小功率多台电机的电力传动J。去了双定子电机的意义，因此以往双定子电机的研究