一． 课题研究背景及意义

永磁电机与电励磁电机相比，具有体积小，质量轻，损耗小，效率高，运行可靠等特点^[2-10]，而且由于转子上既无永磁体，又无绕组，机械强度高，适合高速运行。此外，因永磁体置于定子，易于冷却，可避免因永磁体过热所产生的不可逆去磁，所以在我们日常生活、工业和农业中都离不开它^[12]。

而双凸极永磁电动机（简称DSPM）作为一种新型高性能宽调速电动机，随着功率电子学和微电子学的飞速发展在90年代刚刚出现的一种新型的机电一体化可控交流调速系统^[3-7]。该系统由双突击永磁电机、功率变换器、位置传感器和控制器四部分组成，它在转子(或定子)上放有永磁体,从而使运行原理和控制策略与开关磁阻电机有本质区别。DSPM系统的主要优点是结构简单、控制灵活、动态响应快、调速性能好、转矩/电流比大,可实现各种特殊要求的转矩/转速特性,功率因数接近于1，效率高,是电工学科近年来继开关磁阻电机之后又一全新的研究方向^[6-7]。正日益受到重视。但其定子和转子均为双凸极结构，电机内有显著的边缘效应和局部饱和现象，使得转矩脉动成为电动机振动、噪声、速度波动的根本原因，限制了DSPM电围。因此，采取措施降低转矩脉动率，对于拓宽DSPM电动机的应用范围、增强其竞争力，具有重要意义。

所以包括输出转矩和转矩脉动了转矩特性是电机设计和控制过程中非常重要的研究对象。双凸极电机的转矩脉动主要源于两种情况,一种是稳态转矩脉动,是由开关管高频PWM工作造成的,对电机性能影响相对较小;另一种是电流换向产生的转矩脉动,这种转矩脉动对电机性能影响较大。由于转矩脉动是影响双凸极电机调速性能的重要因素从电动机永磁体的大小和气隙的厚度等方面研究，找出了、永磁体尺寸和气隙厚度等因素对电机转矩脉动的影响。从而通过计算和比动机的应用范较，得出了能使电动机转矩脉动较小的永磁体尺寸和气隙厚度。研究对该类电动机的设计也有一定的借鉴意义^[1]。

二． 发展趋势

DSPM电机是磁阻电机和永磁电机的有机结合体,是开关磁阻电机的创造性发展^[8-10]。在本世纪60年代,大功率晶闸管投入使用,为开关磁阻电机的研究和发展奠定了重要的物质基础^[5]。在过去的一些西方学者的研究下发现电动机成本明显低于同容量的异步电动机,而其单位输出功率和效率都高于同类的异步电动机驱动装置^[13]。

然而,开关磁阻电机的双凸极结构也给其转矩输出带来一些问题,主要表现在:

(1)由于主开关必须在电感较大处关断,电流换相较慢,从而降低了转矩输出;