HALBACH磁体结构电动机及其与常规磁体结构电动机的比较研.pdf

2004 年 6 月 电 工 技 术 学 报
第 19 卷第 6 期 TRA 撑，有铁心电动机尽管采用无齿槽结构，仍会产生
有铁心永磁无刷直流电动机通过优化设计并采 很强的单边磁拉力，必然给磁悬浮轴承带来额外的
用高性能材料可以获得很高的运行效率，但在储能 承载力和刚度要求[1]。
飞轮等应用领域，电动机转速每分钟高达几万转甚 在高速磁悬浮支撑的驱动运行场合，采用无铁
至几十万转，空载铁耗很大，难以满足其高效率运 心永磁无刷直流电动机不但可以消除铁耗，而且可
以消除单边磁拉力，极有利于系统的高效可靠运行。

国家 863 高技术航天领域资助项目(863-2-2-4-9B)。 电动机采用无铁心结构，与无齿槽电动机相比具有
收稿日期 2003�06�09� 改稿日期�2003�10�08 更低的气隙磁密，更难以发挥永磁无刷直流电动机第 19 卷第 6 期 徐衍亮等 HALBACH 磁体结构电动机及其与常规磁体结构电动机的比较研究（Ⅱ） 59
高功率密度、高转矩密度的优势。在本文第 I 部分 体结构电动机，与转子有铁心相比，转子无铁心气
中已提及，采用 HALBACH 磁体结构并尽可能增加 隙磁密降低很大。因此对无转子铁心电动机，应该
磁体厚度，可以得到比常规磁体结构电动机更高的 采用 HALBACH 磁体结构，以保证电动机的气隙磁
气隙磁密，本文对定子无铁心的 HALBACH 磁体结 密。
构电动机和常规磁体结构电动机进行分析比较。 表 1 有无转子铁心时电动机不同位置处的磁通
电动机的无铁心结构，不但可以是定子无导磁 Magnetic flux at different location when the motor
铁心，也可以是转子无导磁铁心。转子无导磁铁心 with or without rotor core (´10-5 Wb/mm)
对某些应用场合极为有利，如伺服电动机和外转子