郑州大学在高转矩密度永磁直驱电机绕组拓扑领域取得创新成果

最近，郑州大学与华中科技大学和英国约克大学合作，在双转子无槽轴向磁通同向永磁电机的工作机理和电磁特性研究方面取得了重大成果。

*项研究成果是“同向扭转和常规集中绕组的双转子无槽轴向磁通永磁电机的比较研究”在线发表在 1771 IEEE  Transactions  on  

Industrial  Electronics0x  1772)；第二项研究成果“一种新型同向环形风轴向磁通双转子无槽永磁电机”在线发表在国际权威期刊

《IEEE能量转换汇刊》《上。郑州大学特聘教授司继凯是论文的*作者，研究生张天翔是论文的第二作者和通讯作者。两项成果的*单位

和交流单位是郑州大学。轴向磁通永磁电机具有转矩密度高、结构紧凑等独特的优点。在电动汽车、机器人和航空航天等轴向空间有限的应用

中。为了进一步提高轴向磁通永磁电机的转矩密度，降低转矩脉动，研究中心首次提出了同向环形绕组的双转子无槽轴向磁通永磁电机拓扑。

主要研究了同向环形绕组双转子无槽轴向磁通永磁电机的工作机理、设计准则和电磁特性。相关研究揭示了同向环形绕组与传统分数槽集中

绕组和环形绕组双转子无槽轴向磁通永磁电机在工作机理、绕组系数和尺寸方程上的差异。比较结果表明，采用同向环形绕组的双转子无槽

轴向磁通永磁电机具有更高的转矩密度和效率。研究中心完成了同向双转子无槽轴向磁通永磁电机的样机试验，试验结果验证了该电机的可

行性和理论的正确性。所提出的绕组方法突破了传统电机绕组理论的局限性，丰富了绕组的种类。这种绕组方式也适用于多定子多转子任意

相电机，转矩密度高，容错性好，拓宽或引领了高性能永磁电机拓扑的研究前沿。这种绕制方法也适用于低侵入的电机信号检测装置。

从2017年至今的6年间，研究中心提出了这种具有自主知识产权的同心环形缠绕方式。、实心转子异步电机、外转子径向磁通永磁电机、

 3槽2极双转子轴向磁通无槽永磁电机、 3槽4极双转子轴向磁通有槽永磁电机和双边永磁直线电机分别设计制造。分析了这5种电机中同

向环形绕组的工作机理，研究了电机设计准则和电磁特性，并进行了实验验证。该方向研究中心已申请专利30余项，发表高水平论文40余篇

，获批郑州市协同创新重大项目，培养研究生13名。

本研究得到了郑州协同创新重大项目和国家自然科学基金面上项目的资助。