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该文从混合式步进电机存在的问题入手,在原有的混合磁路多边耦合电机的基础上,提出了轴径向气隙混合磁路多边耦合电机的方案.为分析轴向补偿绕组对轴向气隙磁场的影响,建立了简化的二维模型.通过对简化二维模型气隙磁场的二维有限元分析,提出轴径向气隙混合磁路多边耦合电机两种可能的工作方式:轴向线圈对永磁体产生气隙磁场沿轴向衰减的补偿工作模式及轴向线圈弱磁扩速的工作模式.同时给出了轴径向气隙混合磁路多边耦合电机简化的磁网络模型,并在假定磁路是线性的前提下,推导了轴径向混合磁路多边耦合电机电磁转矩的解析表达式.给出定性分析的结论:轴径向气隙混合磁路多边耦合电机的电磁转矩由两部分组成,即永磁体和定子线圈作用产生的电磁转矩,和由于引入轴向线圈而增加的电磁转矩.在理论分析的基础上提出了利用轴向线圈中感应的信号实现轴径向气隙混合磁路多边耦合电机转子位置检测的新方法.通过轴径向气隙混合磁路多边耦合电机的磁网络模型,运用叠加原理求解磁路,推导出轴径向气隙混合磁路多边耦合电机轴向补偿绕组反电势的解析表达式.通过仿真及对其反电势的傅立叶分析,给出了其反电势中主要含有3次谐波的结论,并且通过实验研究加以验证.最后,在齿层比磁导理论的基础上,建立了轴径向气隙混合磁路多边耦合电机的计算磁网络模型,对电机的磁系统进行比较详细的分析和计算.由于齿层结构的特殊及铁心材料的更新,以往的齿层参量数据库不能满足现有电机的设计要求,应用二维有限元方法计算,重新建立新的齿层磁参量数据库,以满足电机设计和优化的需要.在详尽的轴径向气隙混合磁路多边耦合的磁网络模型的基础上,编制了求解非线性磁网络计算程序,从而得到磁网络各支路的磁参量,进而计算得到电机的最大静转矩特性,以及旋转电压、平均电感、平均互感等参数,并且进行了最大静转矩特性的实验给以验证.