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与传统的三相电机系统相比,多相电机系统具有转矩脉动小、可靠性高和更适合于大功率传动系统等优点,因而广泛地应用于大功率、高可靠性要求的航空、航天、舰船和电动汽车等场合。磁通切换型永磁电机(Flux-Switching Permanent Magnet电机,简称FSPM电机)是一种新型结构的定子永磁型无刷电机,不仅具有效率高、功率密度高等传统转子永磁型电机诸多优点,而且更兼具转子结构简单、适合高速运行、冷却方便等优点,克服了传统转子永磁型电机的诸多缺点,具有较好的应用前景。本文选择六相FSPM电机为研究对象,首先在分析该三相电机基本结构与工作原理基础之上,提出了两种不同六相FSPM电机的齿槽配合方式,并进行了性能比较;进而,研究了六相FSPM电机的通用设计方法和尺寸优化;然后,基于二维有限元法分析了六相FSPM电机的静态电磁特性;考虑到容错运行,提出了六相FSPM电机发生单相和两相开路故障时的容错控制策略;最后,设计了两台不同齿槽配合的六相FSPM电机,并已加工完成一台六相24/22极结构电机样机,并对该样机完成了基本静态特性的测试,验证了设计方案。本文所得结果为该电机的进一步深入研究和开发应用奠定了理论基础。论文的主要研究内容包括如下几个方面:1. 在三相FSPM电机基本结构的基础上,提出了两种不同齿槽配合的六相FSPM电机结构。其中六相24/20极FSPM电机绕组分布为六相对称绕组,而六相24/22极电机的绕组分布为双Y移30°绕组。然后,分析了六相FSPM电机的工作原理。2. 建立了六相FSPM电机的通用功率尺寸方程,并以此方程根据电机的性能指标直接得到了电机体积。在此基础上,以六相24/20极FSPM电机为算例,演示了电机初始设计方案的设计过程。为了便于比较六相24/20极和24/22极FSPM电机性能,两台电机的定子外径和铁心轴长保持相同。然后,研究了电机定转子主要尺寸变化对电机性能的影响,其中主要对转子齿宽和裂比这两个重要参数进行了优化。3. 基于ANSYS参数化设计语言,对六相24/20极和24/22极FSPM电机做了二维有限元分析,完成了静态特性的准确计算,主要包括气隙径向磁密、永磁磁链、空载反电动势、绕组自感和互感、定位力矩和电磁转矩等静态特性。最后,利用时步有限元法分析了六相FSPM电机的铁耗。4.研究了六相FSPM电机单相开路故障和两相开路故障的容错控制。为了使电机发生故障后的电磁转矩与正常运行时保持不变,提出了容错电流优化控制策略。5. 设计了两台不同齿槽配合的六相FSPM电机,并已加工完成一台六相24/22极样机。对样机的静态特性进行了初步测试,验证了设计方案的正确性。