鄭州大學在高轉矩密度永磁直驅電機繞組拓撲領域取得創新成果

最近，鄭州大學與華中科技大學和英國約克大學合作，在雙轉子無槽軸向磁通同向永磁電機的工作機理和電磁特性研究方面取得了重大成果。

*項研究成果是“同向扭轉和常規集中繞組的雙轉子無槽軸向磁通永磁電機的比較研究”在線發表在 1771 IEEE  Transactions  on  

Industrial  Electronics0x  1772)；第二項研究成果“一種新型同向環形風軸向磁通雙轉子無槽永磁電機”在線發表在國際權威期刊

《IEEE能量轉換匯刊》《上。鄭州大學特聘教授司繼凱是論文的*作者，研究生張天翔是論文的第二作者和通訊作者。兩項成果的*單位

和交流單位是鄭州大學。軸向磁通永磁電機具有轉矩密度高、結構緊湊等獨特的優點。在電動汽車、機器人和航空航天等軸向空間有限的應用

中。為了進一步提高軸向磁通永磁電機的轉矩密度，降低轉矩脈動，研究中心首次提出了同向環形繞組的雙轉子無槽軸向磁通永磁電機拓撲。

主要研究了同向環形繞組雙轉子無槽軸向磁通永磁電機的工作機理、設計準則和電磁特性。相關研究揭示了同向環形繞組與傳統分數槽集中

繞組和環形繞組雙轉子無槽軸向磁通永磁電機在工作機理、繞組系數和尺寸方程上的差異。比較結果表明，采用同向環形繞組的雙轉子無槽

軸向磁通永磁電機具有更高的轉矩密度和效率。研究中心完成了同向雙轉子無槽軸向磁通永磁電機的樣機試驗，試驗結果驗證了該電機的可

行性和理論的正確性。所提出的繞組方法突破了傳統電機繞組理論的局限性，豐富了繞組的種類。這種繞組方式也適用于多定子多轉子任意

相電機，轉矩密度高，容錯性好，拓寬或引領了高性能永磁電機拓撲的研究前沿。這種繞制方法也適用于低侵入的電機信號檢測裝置。

從2017年至今的6年間，研究中心提出了這種具有自主知識產權的同心環形纏繞方式。、實心轉子異步電機、外轉子徑向磁通永磁電機、

 3槽2極雙轉子軸向磁通無槽永磁電機、 3槽4極雙轉子軸向磁通有槽永磁電機和雙邊永磁直線電機分別設計制造。分析了這5種電機中同

向環形繞組的工作機理，研究了電機設計準則和電磁特性，并進行了實驗驗證。該方向研究中心已申請專利30余項，發表高水平論文40余篇

，獲批鄭州市協同創新重大項目，培養研究生13名。

本研究得到了鄭州協同創新重大項目和國家自然科學基金面上項目的資助。