周宏达 | 舰艇永磁同步电机优化设计

法国海军学院与希腊色雷斯德谟克利特大学的研究人员合作，对用于舰艇推进系统的四相、低速永磁同步电机进行了优化设计，提高了电机的转矩密度。

双凸极永磁同步电机输出转矩高、维护简单、结构紧凑、可靠性高，可在低转速工况下实现高功率密度和低转矩脉动。研究人员将粒子群算法与有限元分析相结合，对电机进行了优化设计。先进行电机的结构设计，采用双层绕组结构并将永磁体置于定子磁轭中产生磁场；随后，提出两个线圈串联一相或四个线圈串联一相的两种线圈设计方案，同时明确输出功率、额定扭矩、频率、转速等约束条件；最后，采用FEMM软件进行有限元分析，分别计算两种设计方案的磁场密度分布、转矩密度、磁通密度等。计算结果表明，两种方案的效率均为95%，四个线圈串联一相方案的平均转矩和能源利用率更高，总谐波失真率更低。

这项研究为舰艇永磁同步电机设计优化提供了有效方法，有望提升推进系统效率。

论文：Coil Number Impact on Performance of 4-Phase Low Speed Toothed Doubly Salient Permanent Magnet Motors