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近几年来,电机的应用越来越广泛,涌现出很多新型的电机,这些电机在军事、工业、农业生产以及日常生活等领域应用十分广泛。传统电机中磁通是呈二维分布的,流过磁通的齿与线圈所在的槽在同一截面上,彼此互相限制,使其转矩密度很难从根本上增大。横向磁通电机(Transverse Flux Motor,TFM)克服了此缺点,其定子的齿槽结构与绕组线圈在空间位置上相互垂直,在一定范围内定子大小与通电线圈的大小能任意选取,使电负荷与磁负荷相互解耦,从根本上提高了电机的转矩。 本文提出了一种用于飞行器姿态控制的新型爪极横向磁通电机,并围绕该新型电机进行了系统地研究,论文主要内容如下: 第一章,主要介绍了国内外横向磁通电机发展状况及研究情况,并介绍了本课题的研究内容。 第二章,系统的介绍了横向磁通永磁电机的基本结构与工作原理,并从传统电机分类角度、定子排列方式、永磁体排列方式、定子拓扑结构等方面对横向磁通电机进行了分类。在与传统电机进行对比分析后,总结出横向磁通电机具有较高转矩密度、高功率密度、良好控制性、体积小、重量轻等优点。 第三章,详细介绍了本课题所研究的新型爪极横向磁通电机的定子、转子结构及其运行原理,分析了此新型电机在结构上所具有的优异性能,并对新型电机的磁路进行了分析。 第四章,陈述了电磁场的基本理论,有限元分析的一般步骤。运用JMAG电磁场仿真软件,在对新型爪极横向磁通电机建模后进行了三维磁场仿真分析,得到了新型电机电磁场的仿真结果,分析了电机的磁密云图、磁密矢量图、绕组匝链磁通、感应电动势、气隙磁密、转矩等各项参数。 第五章,运用有限元软件对新型爪极横向磁通电机的性能进行了分析,包括电机的空载状态下转速特性及负载状态下转速特性和外特性。