本發(fā)明涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)。

背景技術(shù)：

開關(guān)磁通電機(jī)具有高轉(zhuǎn)矩密度、高功率密度以及正弦性反電勢(shì)等優(yōu)點(diǎn)。它具有雙凸極結(jié)構(gòu)，交流繞組和永磁體放置在定子側(cè)，結(jié)合了交流無刷電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，有利于冷卻和高速運(yùn)行。與普通永磁電機(jī)相比，開關(guān)磁通電機(jī)弱磁能力強(qiáng)、工作點(diǎn)穩(wěn)定、容錯(cuò)性能好，因此開關(guān)磁通電機(jī)適合作為電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。由于永磁體放置在定子側(cè)，開關(guān)磁通電機(jī)的槽面積小于普通永磁電機(jī)；與雙凸極電機(jī)相比，其轉(zhuǎn)矩波動(dòng)較大、永磁體用量多、永磁體利用率低。

外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)能提供更高轉(zhuǎn)矩密度，從而使得車輛能提供額外的乘坐空間，電機(jī)可采用獨(dú)立的直接控制，使車輛運(yùn)行安全、操縱容易。

為抑制開關(guān)磁通電機(jī)的缺點(diǎn)，將開關(guān)磁通電機(jī)與外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)相結(jié)合，提出了模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)與定子槽數(shù)相同的開關(guān)磁通電機(jī)相比，永磁體用量減少，永磁體利用率提高，定子槽面積增大。但由于外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)定子槽口較大，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)大，在此基礎(chǔ)上將電機(jī)結(jié)構(gòu)模塊化后定子槽口更大，其齒槽轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩波動(dòng)更加嚴(yán)重，應(yīng)用于電動(dòng)車難以滿足汽車對(duì)電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定性要求，因此，如何削弱齒槽轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩波動(dòng)是目前電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域急需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)，在保證輸出平均轉(zhuǎn)矩和反電勢(shì)的有效值不變的情況下，削弱齒槽轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩波動(dòng)中的奇次諧波，降低反電勢(shì)中的偶次諧波。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)，包括兩段定子、兩段轉(zhuǎn)子和一套繞組(3)；所述兩段定子為軸向同心連接；所述兩段轉(zhuǎn)子為軸向同心連接且所述兩段轉(zhuǎn)子圓周方向錯(cuò)開反電勢(shì)半個(gè)周期所對(duì)應(yīng)的機(jī)械角設(shè)置；

每段定子包括k個(gè)定子模塊，各所述定子模塊包括m個(gè)定子單元(1-3)和m個(gè)連接塊(1-4)，所述連接塊(1-4)設(shè)置在兩個(gè)所述定子單元(1-3)之間，其中，k為大于等于1的整數(shù)，m為大于等于3的整數(shù)；

所述定子單元(1-3)包括：一個(gè)第一疊層段(1-6)、兩個(gè)第二疊層段(1-7)以及永磁體(1-5)，所述第一疊層段(1-6)設(shè)置在相鄰兩個(gè)第二疊層段(1-7)之間；在所述第一疊層段(1-6)上開設(shè)兩個(gè)定子槽(1-8)，在所述第二疊層段(1-7)上開設(shè)一個(gè)定子槽(1-8)，各所述定子槽(1-8)的開口遠(yuǎn)離圓弧的圓心處；所述永磁體(1-5)設(shè)置在所述第二疊層段(1-7)與第一疊層段(1-6)之間，任意所述定子單元(1-3)的相鄰兩個(gè)永磁體(1-5)的極性相反；

所述繞組包括k個(gè)繞組模塊(3),所述繞組模塊(3)包括m個(gè)繞組單元(3-1)，m個(gè)所述繞組單元(3-1)具體為m相繞組；各所述繞組單元(3-1)包括兩個(gè)繞組線圈，各所述繞組單元(3-1)的兩個(gè)繞組線圈分別嵌入在兩段定子中對(duì)應(yīng)的一對(duì)定子單元(1-3)上的四個(gè)定子槽(1-8)內(nèi)，且處于同一繞組線圈內(nèi)、兩段定子上的一對(duì)永磁體(1-5)極性相反。

可選的，所述轉(zhuǎn)子包括多個(gè)轉(zhuǎn)子凸極(2-1)，所述轉(zhuǎn)子凸極(2-1)的數(shù)量與所述定子槽(1-8)的數(shù)量相匹配；

其匹配關(guān)系式為：

其中，θ₁為兩個(gè)相鄰所述轉(zhuǎn)子凸極(2-1)之間對(duì)應(yīng)的機(jī)械角，θ₂為相鄰所述第二疊層段(1-7)的定子槽(1-8)與所述第一疊層段(1-6)的定子槽(1-8)之間對(duì)應(yīng)的機(jī)械角，θ₃為同一定子單元(1-3)中相鄰所述永磁體(1-5)之間對(duì)應(yīng)的機(jī)械角，θ₄為相鄰所述定子單元(1-3)之間對(duì)應(yīng)的機(jī)械角，p為所述轉(zhuǎn)子凸極(2-1)的數(shù)量，m為所述繞組單元(3-1)的相數(shù)，i、j、l、n為參考系數(shù)，i、j、n為非負(fù)整數(shù)，l取值為0或1。

可選的，所述兩段定子、兩段轉(zhuǎn)子和繞組構(gòu)成兩段電機(jī)，所述兩段電機(jī)具體為一段電機(jī)、二段電機(jī)；

一段電機(jī)反電勢(shì)的表達(dá)為：

二段電機(jī)反電勢(shì)的表達(dá)為：

電機(jī)總反電勢(shì)的表達(dá)式為：

其中，E₁，E₂，E分別表示一段電機(jī)反電勢(shì)、二段電機(jī)反電勢(shì)和電機(jī)總反電勢(shì)，E_m(2n-1)，E_m2n分別表示反電勢(shì)奇次諧波幅值和反電勢(shì)偶次諧波幅值，分別表示反電勢(shì)奇次諧波相位和反電勢(shì)偶次諧波相位，n表示正整數(shù)，ω表示電角速度；

一段電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩的表達(dá)為：

二段電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩的表達(dá)為：

電機(jī)總齒槽轉(zhuǎn)矩的表達(dá)為：

其中，T_cog1，T_cog2，T_cog分別表示一段電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩、二段電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩和電機(jī)總齒槽轉(zhuǎn)矩，T_cm(2n-1)，T_cm(2n)分別表示齒槽轉(zhuǎn)矩奇次諧波幅值和齒槽轉(zhuǎn)矩偶次諧波幅值，分別表示齒槽轉(zhuǎn)矩奇次諧波相位和齒槽轉(zhuǎn)矩偶次諧波相位。

可選的，各所述定子單元(1-3)中的兩塊永磁體(1-5)周向充磁方向相反。

可選的，所述所述繞組(3)的反電勢(shì)相位不變。

可選的，所述連接塊(1-4)為非磁性材料。

可選的，所述定子、所述轉(zhuǎn)子均由多個(gè)硅鋼片疊壓而成。

根據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

1)、本發(fā)明將定轉(zhuǎn)子分成兩段，兩段轉(zhuǎn)子之間圓周方向互相錯(cuò)開反電勢(shì)半個(gè)周期所對(duì)應(yīng)的機(jī)械角，同時(shí)將兩段定子中正對(duì)的一對(duì)永磁體設(shè)置為相反極性，在保證輸出平均轉(zhuǎn)矩和反電勢(shì)的有效值不變的情況下，削弱齒槽轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩波動(dòng)中的奇次諧波，降低反電勢(shì)中的偶次諧波。

2)、本發(fā)明將每段定子分成k個(gè)定子模塊，每個(gè)定子模塊分為n個(gè)定子單元，每個(gè)定子單元都將所述第二疊層段和第一疊層段相結(jié)合，從而降低了每相繞組間的磁路耦合，提高了容錯(cuò)能力和永磁體利用效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)的總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)的繞組示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)與繞組相組合的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)的橫截面示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例一種轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)的總體結(jié)構(gòu)主視圖；

圖8為轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)分段后兩段電機(jī)A相無負(fù)載反電勢(shì)、電機(jī)合成無負(fù)載反電勢(shì)及分段前電機(jī)無負(fù)載反電勢(shì)示意圖；

圖9為轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)分段前后A相無負(fù)載反電勢(shì)傅里葉諧波分析的各諧波幅值對(duì)比示意圖；

圖10為轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)分段前后齒槽轉(zhuǎn)矩波形及其傅里葉諧波分析的各諧波幅值對(duì)比示意圖；

圖11為轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)分段前后輸出轉(zhuǎn)矩波形及其傅里葉諧波分析的各諧波幅值對(duì)比示意圖。

定子結(jié)構(gòu) 1 一號(hào)定子段 1-1

二號(hào)定子段 1-2 定子單元 1-3

連接塊 1-4 永磁體 1-5

第一疊層段 1-6 第二疊層段 1-7

定子槽 1-8 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) 2

轉(zhuǎn)子凸極 2-1 一號(hào)轉(zhuǎn)子段 2-2

二號(hào)轉(zhuǎn)子段 2-3 繞組模塊 3

繞組單元 3-1 第一繞組線圈 3-1-1

第二繞組線圈 3-1-2

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的目的是提供一種轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)，在保證輸出平均轉(zhuǎn)矩和反電勢(shì)的有效值不變的情況下，削弱齒槽轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩波動(dòng)中的奇次諧波，降低反電勢(shì)中的偶次諧波。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

本發(fā)明提供一種轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)，包括兩段定子、兩段轉(zhuǎn)子和一套繞組3；兩段轉(zhuǎn)子為軸向同心連接且兩段轉(zhuǎn)子圓周方向錯(cuò)開反電勢(shì)半個(gè)周期所對(duì)應(yīng)的機(jī)械角設(shè)置；每段定子包括k個(gè)定子模塊，各所述定子模塊包括n個(gè)定子單元1-3和n個(gè)連接塊1-4，連接塊1-4設(shè)置在兩個(gè)定子單元1-3之間；永磁體1-5設(shè)置在第二疊層段1-5與第一疊層段1-6之間，任意定子單元1-3的相鄰兩個(gè)永磁體1-5的極性相反。

繞組包括k個(gè)繞組模塊3,各繞組模塊包括m個(gè)繞組單元3-1，m個(gè)繞組單元3-1具體為m相繞組；各繞組單元3-1包括兩個(gè)繞組線圈，各所述繞組單元3-1的兩個(gè)繞組線圈分別嵌入在兩段定子中對(duì)應(yīng)的一對(duì)定子單元1-3上的四個(gè)定子槽1-8內(nèi)，且處于同一繞組線圈內(nèi)、兩段定子上的一對(duì)永磁體1-5極性相反。

本發(fā)明以k＝1,n＝3為例進(jìn)行詳細(xì)說明，詳見圖1-7。圖1為本發(fā)明實(shí)施例轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)的總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)的繞組示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)與繞組相組合的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)的橫截面示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例一種轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)的總體結(jié)構(gòu)主視圖。根據(jù)圖1-圖7可知，所述轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)包括定子結(jié)構(gòu)1、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)2、繞組3，所述定子結(jié)構(gòu)1和所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)2均由多個(gè)硅鋼片疊壓而成，所述定子結(jié)構(gòu)1包括一號(hào)定子段1-1和二號(hào)定子段1-2，所述一號(hào)定子段1-1和所述二號(hào)定子段1-2同心軸連接，所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)2包括一號(hào)轉(zhuǎn)子段2-2和二號(hào)轉(zhuǎn)子段2-3，所述一號(hào)轉(zhuǎn)子段2-2和所述二號(hào)轉(zhuǎn)子段2-3同心軸連接，且所述一號(hào)轉(zhuǎn)子2-2段和所述二號(hào)轉(zhuǎn)子段2-3圓周方向互相錯(cuò)開反電勢(shì)半個(gè)周期所對(duì)應(yīng)的機(jī)械角設(shè)置；由所述一號(hào)定子段1-1、所述二號(hào)定子段1-2、所述一號(hào)轉(zhuǎn)子段2-2、所述二號(hào)轉(zhuǎn)子段2-3、所述繞組3構(gòu)成兩段電機(jī)，具體為一段電機(jī)和二段電機(jī)，將所述一段電機(jī)與所述二段電機(jī)相結(jié)合構(gòu)成轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)。

所述一號(hào)定子段1-1與所述二號(hào)定子段1-2的組成結(jié)構(gòu)完全相同。

所述一號(hào)定子段1-1包括1個(gè)定子模塊，所述定子模塊包括三個(gè)定子單元1-3和三個(gè)連接塊1-4，所述連接塊1-4設(shè)置在兩個(gè)所述定子單元1-3之間，所述連接塊1-4為非磁性材料，降低各相繞組之間的電磁干擾。另外，所述定子單元1-3的數(shù)量與繞組相數(shù)m相對(duì)應(yīng)，其中m為大于零的整數(shù)，所述定子單元1-3的個(gè)數(shù)可以根據(jù)電機(jī)相數(shù)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

進(jìn)一步地，所述定子單元1-3包括：鐵芯疊層段，兩塊永磁體1-5。

所述鐵芯疊層段，用于減小電機(jī)渦流損耗；所述鐵芯疊層段包括一個(gè)第一疊層段1-6和兩個(gè)第二疊層段1-7，所述第一疊層段1-6設(shè)置在相鄰兩個(gè)第二疊層段1-7之間，在所述第一疊層段1-6上開設(shè)兩個(gè)開口遠(yuǎn)離圓弧圓心處的定子槽1-8；所述第一疊層段1-6即可為開口遠(yuǎn)離圓弧圓心類似W型形狀的W型疊層段，還可為開口遠(yuǎn)離圓弧圓心類似m型形狀的m型疊層段，還可為開口遠(yuǎn)離圓弧圓心類似E型形狀的E型疊層段；在所述第二疊層段1-7上開設(shè)一個(gè)開口遠(yuǎn)離圓弧圓心處的定子槽1-8，所述第二疊層段1-7即可為開口遠(yuǎn)離圓弧圓心類似U型形狀的U型疊層段，還可為開口遠(yuǎn)離圓弧圓心類似V型形狀的V型疊層段，還可為開口遠(yuǎn)離圓弧圓心類似C型形狀的C型疊層段；各所述定子槽1-8為半開口槽或全開口槽。本發(fā)明附圖1-7以W型疊層段與V型疊層段組合為例進(jìn)行繪制，其它的組合方式圖形不再一一畫出。

所述永磁體1-5設(shè)置在所述第一疊層段1-6與第二疊層段1-7之間，所述一號(hào)定子段1-1和所述二號(hào)定子段1-2正對(duì)的一對(duì)所述永磁體1-5極性相反，各所述定子單元1-3的中的兩塊所述永磁體1-5周向充磁方向相反，所述永磁體1-5的材質(zhì)為釹鐵硼、杉鈷及鐵氧體中至少一者。

所述繞組模塊3分為三個(gè)繞組單元3-1，所述三個(gè)繞組單元3-1分別為A相繞組單元、B相繞組單元、C相繞組單元；各所述繞組單元3-1包括第一繞組線圈3-1-1、第二繞組線圈3-1-2，所述第一繞組線圈3-1-1、所述第二繞組線圈3-1-2分別嵌入在一號(hào)定子段1-1、二號(hào)定子段1-2中對(duì)應(yīng)的一對(duì)定子單元1-3上的四個(gè)定子槽1-8內(nèi)，且處于同一繞組線圈內(nèi)、一號(hào)定子段1-1、二號(hào)定子段1-2上的一對(duì)永磁體1-5極性相反，所述繞組3的反電勢(shì)相位不變。

所述一號(hào)轉(zhuǎn)子2-2段與所述二號(hào)轉(zhuǎn)子段2-3的組成結(jié)構(gòu)完全相同。

所述一號(hào)轉(zhuǎn)子段2包括多個(gè)轉(zhuǎn)子凸極2-1，所述轉(zhuǎn)子凸極2-1的數(shù)量與所述定子槽1-8的數(shù)量相匹配，其匹配關(guān)系式為：

其中，θ₁為兩個(gè)相鄰所述轉(zhuǎn)子凸極2-1之間對(duì)應(yīng)的機(jī)械角，θ₂為相鄰所述第二疊層段1-7的定子槽1-8與所述第一疊層段1-6的定子槽1-8之間對(duì)應(yīng)的機(jī)械角，θ₃為同一所述定子單元1-3中相鄰所述永磁體1-5之間對(duì)應(yīng)的機(jī)械角，θ₄為相鄰所述定子單元1-3之間對(duì)應(yīng)的機(jī)械角，p為所述轉(zhuǎn)子凸極2-1的數(shù)量，m為所述繞組單元3-1的相數(shù)，i、j、l、n為參考系數(shù)，i、j、n為非負(fù)整數(shù)，l取值為0或1。為充分利用電機(jī)空間和擴(kuò)大定子槽面積，θ₂應(yīng)在30°-36°之間，θ₃應(yīng)在50°-60°之間，同時(shí)考慮到機(jī)械強(qiáng)度所述轉(zhuǎn)子凸極2-1數(shù)量不易過多。因此滿足上述約束與12個(gè)定子槽1-8相匹配的所述轉(zhuǎn)子凸極數(shù)2-1可以是：10、11、22、23，具體的轉(zhuǎn)子圖形不再一一畫出。

通過理論推導(dǎo)可知，一段電機(jī)反電勢(shì)、二段電機(jī)反電勢(shì)、電機(jī)總反電勢(shì)的求取公式分別為：

其中，E₁，E₂，E分別表示一段電機(jī)反電勢(shì)、二段電機(jī)反電勢(shì)和電機(jī)總反電勢(shì)，E_m(2n-1)，E_m2n分別表示反電勢(shì)奇次諧波幅值和反電勢(shì)偶次諧波幅值，分別表示反電勢(shì)奇次諧波相位和反電勢(shì)偶次諧波相位，n表示正整數(shù)，ω表示電角速度。

一段電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩、二段電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩、電機(jī)總齒槽轉(zhuǎn)矩的求取公式分別為：

其中，T_cog1，T_cog2，T_cog分別表示一段電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩、二段電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩和電機(jī)總齒槽轉(zhuǎn)矩，T_cm(2n-1)，T_cm(2n)分別表示齒槽轉(zhuǎn)矩奇次諧波幅值和齒槽轉(zhuǎn)矩偶次諧波幅值，分別表示齒槽轉(zhuǎn)矩奇次諧波相位和齒槽轉(zhuǎn)矩偶次諧波相位。

由反電勢(shì)表達(dá)式(2)、(3)、(4)可知，采用轉(zhuǎn)子錯(cuò)極與永磁體極性配合后電機(jī)總反電勢(shì)中只含奇次諧波，偶次諧波被消除；電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩表達(dá)式(5)、(6)、(7)可知，采用該分段斜極后電機(jī)總齒槽轉(zhuǎn)矩中只含偶次諧波，奇次諧波被消除；可在電機(jī)運(yùn)行過程中，保證電機(jī)輸出的平均轉(zhuǎn)矩和反電勢(shì)有效值，削弱齒槽轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩波動(dòng)中的奇次諧波，降低反電勢(shì)中的偶次諧波。

圖8為轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)分段后兩段電機(jī)A相無負(fù)載反電勢(shì)、電機(jī)合成無負(fù)載反電勢(shì)及分段前電機(jī)無負(fù)載反電勢(shì)示意圖。圖中分段后A相波形圖為將一段電機(jī)A相無負(fù)載反電勢(shì)波形圖與二段電機(jī)A無負(fù)載反電勢(shì)波形圖相疊加之后獲得的轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)A相反電勢(shì)波形圖。

如圖8可知，電機(jī)采用轉(zhuǎn)子錯(cuò)極與永磁體極性配合后，一段電機(jī)反電勢(shì)與二段電機(jī)反電勢(shì)相位相差0度，反電勢(shì)波形周期為360度電角度。如圖6可知，分段前電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩波形周期為120度電角度，可見，反電勢(shì)周期與齒槽轉(zhuǎn)矩周期比值為3:1。

如圖9可知，轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)(即分段后電機(jī))反電勢(shì)基波幅值與分段前電機(jī)(即原始電機(jī))反電勢(shì)基波幅值相比并未降低。

如圖8、如圖9可知，分段后電機(jī)總反電勢(shì)中只含奇次諧波，偶次諧波被消除，電機(jī)反電勢(shì)畸變率下降。

圖10(a)為轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)分段前后齒槽轉(zhuǎn)矩波形圖，圖10(b)為轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)分段前后傅里葉諧波分析的各諧波幅值對(duì)比示意圖。

如圖10(a)可知，一段電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩、二段電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩、分段前電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩周期均等于120度電角度，轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩周期等于60度，一段電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩與二段電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩相位相差180度，轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)總齒槽轉(zhuǎn)矩在零值附近小范圍波動(dòng)；如圖10(b)可知，相比于分段前電機(jī)，齒槽轉(zhuǎn)矩的奇次諧波大大降低。

圖11(a)為轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)分段前后輸出轉(zhuǎn)矩波形圖，圖11(b)為轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)分段前后傅里葉諧波分析的各諧波幅值對(duì)比示意圖。

如圖11(a)可知，轉(zhuǎn)子錯(cuò)極模塊化外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁通電機(jī)平均輸出轉(zhuǎn)矩與分段前電機(jī)平均輸出轉(zhuǎn)矩幾乎保持不變；如圖11(b)可知，相比于分段前電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，電機(jī)采用轉(zhuǎn)子錯(cuò)極與永磁體極性配合后轉(zhuǎn)矩波動(dòng)中的奇次諧波具有明顯的降低。

通過上述公式(2)-(7)和附圖8-11可知，理論推導(dǎo)與實(shí)際仿真結(jié)果完全一致，所以證明了將轉(zhuǎn)子錯(cuò)極和永磁體極性配合后在保證電機(jī)輸出的平均轉(zhuǎn)矩和反電勢(shì)有效值后，明顯削弱齒槽轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩波動(dòng)中的奇次諧波，降低反電勢(shì)中的偶次諧波。

本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。