【摘 要】
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为适应电力推进方向的发展，高速永磁电机要在保持高速和高效的同时，提高功率密度和可靠性。本文根据电力推进场合的应用需求，提出一种多相无槽，采用Halbach永磁的高速电机，对其电磁设计与优化进行了研究，具体工作如下： 1、为提高电机可靠性，本文研究了多相结构方案，并围绕多相结构分析了不同槽极配合的性能。之后从提高功率密度、降低损耗、保证运行可靠性角度出发，比较分析了定转子结构和材料，确定了电机的拓
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为适应电力推进方向的发展，高速永磁电机要在保持高速和高效的同时，提高功率密度和可靠性。本文根据电力推进场合的应用需求，提出一种多相无槽，采用Halbach永磁的高速电机，对其电磁设计与优化进行了研究，具体工作如下：
1、为提高电机可靠性，本文研究了多相结构方案，并围绕多相结构分析了不同槽极配合的性能。之后从提高功率密度、降低损耗、保证运行可靠性角度出发，比较分析了定转子结构和材料，确定了电机的拓扑结构方案。
2、本文采用解析法进行电机电磁性能计算和优化，提出了一种适合无槽Halbach永磁电机的精确子域算法模型。推导了无槽矢量磁位表达式以及连续性边界方程，并在表达式中引入Halbach不同充磁方向的剩磁分量，提高了模型计算过程的效率以及计算结果的准确性。通过与有限元软件计算结果的比较，验证了其的准确性。
3、本文提出了一种改进的粒子群算法用于电机优化。利用 Taguchi 算法改进了粒子群随机性过高的缺点，降低了粒子群因随机赋值而陷入局部最优解的可能性。该算法与解析模型结合，电机参数优化的计算速度和收敛速度都较快。
4、根据设计方案制作了样机，并搭建对拖实验平台进行了发电、静态转矩、电动空载、和电动负载等实验，通过实验结果与计算结果的分析比较，基本验证了本文提出方法与电机设计的准确性。
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