對(duì)旋風(fēng)機(jī)用對(duì)轉(zhuǎn)永磁同步電機(jī)雙轉(zhuǎn)子同步技術(shù)*

張林森， 胡 平， 寧小玲

(1.海軍工程大學(xué) 兵器工程學(xué)院，湖北 武漢 430033；2.海軍工程大學(xué) 艦船與海洋學(xué)院，湖北 武漢 430033)

0 引 言

礦井風(fēng)機(jī)為礦井排出有害氣體和礦塵，具有“礦井肺臟”之稱，其性能直接影響著煤礦的安全生產(chǎn)能力[1]。雙轉(zhuǎn)子對(duì)轉(zhuǎn)永磁同步電機(jī)(CDPMSM)具有2個(gè)機(jī)械輸出端口，可直接驅(qū)動(dòng)雙葉輪對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)，調(diào)速范圍寬、可靠性高、效率高、振動(dòng)小[2]，在礦井風(fēng)機(jī)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

文獻(xiàn)[3]將CDPMSM分解為內(nèi)電機(jī)和外電機(jī)(定子內(nèi)側(cè)繞組和內(nèi)轉(zhuǎn)子構(gòu)成內(nèi)電機(jī)，定子外側(cè)繞組和外轉(zhuǎn)子構(gòu)成外電機(jī))，討論了其工作原理和電磁模型。文獻(xiàn)[4]研究了雙轉(zhuǎn)子PMSM的繞組電感、齒槽轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等電機(jī)參數(shù)的變化規(guī)律。文獻(xiàn)[5-6]對(duì)雙轉(zhuǎn)子永磁發(fā)電機(jī)進(jìn)行了仿真和控制策略研究。但CDPMSM內(nèi)外電機(jī)的電樞串聯(lián)而永磁轉(zhuǎn)子內(nèi)外嵌套，雙轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩不等引起的轉(zhuǎn)差，導(dǎo)致二者在電樞上的反電動(dòng)勢(shì)不同相和電流畸變。文獻(xiàn)[7]通過(guò)行星齒輪對(duì)雙轉(zhuǎn)子進(jìn)行轉(zhuǎn)速同步，但是又破壞了雙轉(zhuǎn)子電機(jī)和負(fù)載之間的功率匹配。

本文分析了CDPMSM雙轉(zhuǎn)子不同步的原因，采用特殊的永磁體結(jié)構(gòu)和雙轉(zhuǎn)子尺寸配合方法，使雙轉(zhuǎn)子穩(wěn)態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)矩相等，直接驅(qū)動(dòng)對(duì)旋式風(fēng)機(jī)雙葉輪；采用等效磁網(wǎng)絡(luò)模型法回避了串聯(lián)磁路和并聯(lián)磁路問(wèn)題，探討了具有普遍意義的CDPMSM分析方法；通過(guò)建立偏差耦合控制系統(tǒng)來(lái)保證雙轉(zhuǎn)子動(dòng)態(tài)同步能力。

1 CDPMSM結(jié)構(gòu)和工作原理

CDPMSM由一個(gè)定子和內(nèi)外2個(gè)永磁轉(zhuǎn)子組成[8-9]，通過(guò)單端同心雙軸輸出機(jī)械功率。外轉(zhuǎn)子的內(nèi)表面和內(nèi)轉(zhuǎn)子的外表面均安裝永磁體，如圖1所示。定子內(nèi)外兩側(cè)統(tǒng)一開槽，電樞由一套繞組按照螺線管方式繞制而成，定子內(nèi)外兩層電樞繞組的相序相反，因而通入一組對(duì)稱的三相交流電，即可在兩層氣隙中分別產(chǎn)生等速而異向旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)[10-11]，縮短了繞組端部，提高了效率。定子內(nèi)外氣隙均得到利用，使功率密度大幅提升。

圖1 CDPMSM結(jié)構(gòu)

從CDPMSM的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知，電機(jī)總體上可以看成內(nèi)電機(jī)和外電機(jī)2個(gè)單元電機(jī)串聯(lián)而成，內(nèi)外電機(jī)的電樞串聯(lián)，電流相等。根據(jù)電機(jī)工作原理，可得內(nèi)電機(jī)和外電機(jī)的電磁關(guān)系：

(1)

式中:Te1、Te2分別內(nèi)單元電機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩；B1、B2分別為內(nèi)、外單元電機(jī)氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度；lef為電機(jī)電樞的有效長(zhǎng)度；I為電機(jī)電樞電流；R1為內(nèi)轉(zhuǎn)子半徑；R2為外轉(zhuǎn)子半徑。

2 CDPMSM轉(zhuǎn)子協(xié)同設(shè)計(jì)

由式(1)可知，合理選擇貼于內(nèi)、外2個(gè)轉(zhuǎn)子表面的永磁磁鋼材質(zhì)，并優(yōu)選2個(gè)轉(zhuǎn)子的直徑，可以使CDPMSM內(nèi)、外2個(gè)轉(zhuǎn)子上輸出的電磁轉(zhuǎn)矩大小相同但方向相反。假設(shè)CDPMSM內(nèi)外2個(gè)轉(zhuǎn)子具有相同的阻尼系數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，則可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)外轉(zhuǎn)子反向旋轉(zhuǎn)，且轉(zhuǎn)速自同步。

本文涉及的CDPMSM采用混合式永磁體結(jié)構(gòu)，內(nèi)、外轉(zhuǎn)子極弧系數(shù)相等時(shí)，內(nèi)轉(zhuǎn)子極弧寬度較小，使用性能較強(qiáng)的釹鐵硼永磁材料可提供較高的磁通。外轉(zhuǎn)子極弧寬度較大時(shí)，采用鐵氧體永磁材料即可提供足夠的磁通。由于內(nèi)、外轉(zhuǎn)子采用不同的永磁材料，二者尺寸選擇也不同。在理想狀況下，當(dāng)永磁體的磁化方向長(zhǎng)度接近氣隙長(zhǎng)度時(shí)最經(jīng)濟(jì)。但是由于漏磁的存在，為了保證足夠的氣隙磁密，采用磁性能較差的鐵氧體時(shí)，永磁體厚度與氣隙長(zhǎng)度之比要求在3～6之間，而采用磁性能較強(qiáng)的釹鐵硼永磁體時(shí)，比值可取2。為了保證磁通路徑的合理，初始設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的極弧系數(shù)相等，最后通過(guò)性能校核進(jìn)行調(diào)整，以保證內(nèi)、外電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)波形的一致性。

為了保證內(nèi)、外電機(jī)空載氣隙磁通相等，初始設(shè)計(jì)時(shí)外電機(jī)所需的定子軛部徑向厚度與內(nèi)電機(jī)相等，內(nèi)電機(jī)定子軛部的軸向長(zhǎng)度和外電機(jī)也相等。電磁負(fù)荷選取方面，內(nèi)電機(jī)磁負(fù)荷應(yīng)盡量取得高一些，外電機(jī)的磁負(fù)荷取得稍低些，以保證內(nèi)、外電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)相等。

內(nèi)電機(jī)和外電機(jī)氣隙直徑的選取分別按式(2)、式(3)初步確定：

(2)

(3)

式中:p為極對(duì)數(shù);tb為電機(jī)起動(dòng)時(shí)間;A2、Bδ2為外電機(jī)的電負(fù)荷和磁負(fù)荷;ωb為電機(jī)在tb時(shí)刻的轉(zhuǎn)折轉(zhuǎn)速;ρFe為定子鐵心的質(zhì)量密度。

采用等效磁網(wǎng)絡(luò)方法完成CDPMSM的初始設(shè)計(jì)，采用場(chǎng)路耦合時(shí)步有限元方法完成整個(gè)電機(jī)的性能計(jì)算以及雙轉(zhuǎn)子的同步性能校核。場(chǎng)路耦合時(shí)步有限元法將電機(jī)的電磁場(chǎng)方程、外電路方程、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程聯(lián)合求解，可以考慮到CDPMSM中定子的共磁路和磁阻變化，精確計(jì)算電機(jī)的參數(shù)和性能，實(shí)現(xiàn)電機(jī)雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩的同步要求。CDPMSM電磁設(shè)計(jì)流程如圖2所示。

圖2 CDPMSM的電磁設(shè)計(jì)流程

3 等效磁網(wǎng)絡(luò)模型

3.1 磁路狀態(tài)及其變化特點(diǎn)

根據(jù)CDPMSM雙氣隙的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其磁場(chǎng)可分為3個(gè)部分：內(nèi)轉(zhuǎn)子氣隙磁場(chǎng)、電樞耦合磁場(chǎng)和外轉(zhuǎn)子氣隙磁場(chǎng)。如果內(nèi)外2個(gè)轉(zhuǎn)子的磁鋼呈反方向?qū)?zhǔn)狀態(tài)，這時(shí)兩者產(chǎn)生的法向磁通在電樞鐵心處發(fā)生彎折，全部切向流經(jīng)電樞軛，此時(shí)電機(jī)的切向磁通獲得最大值，法向磁通的大小為零，這種狀態(tài)稱之為并聯(lián)磁路，其磁路拓?fù)淙鐖D3(a)所示。隨著內(nèi)、外轉(zhuǎn)子反方向旋轉(zhuǎn)，永磁磁鋼的反向?qū)?zhǔn)部分面積變小，兩者產(chǎn)生的法向磁通流經(jīng)電樞鐵心時(shí)路徑發(fā)生彎曲并斜穿電樞軛，此時(shí)法向磁通變大，切向磁通減小，這種狀態(tài)稱之為混聯(lián)磁路，其磁路拓?fù)淙鐖D3(b)所示。2個(gè)轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)內(nèi)外2個(gè)轉(zhuǎn)子永磁磁鋼處于同方向?qū)?zhǔn)狀態(tài)，兩者的法向磁通在電樞鐵心內(nèi)部正好無(wú)縫延續(xù)，這時(shí)候法向磁通最大，而切向磁通大小為零，這種狀態(tài)稱之為串聯(lián)磁路，其磁路拓?fù)淙鐖D3(c)所示。

圖3 CDPMSM的磁路狀態(tài)

顯然，內(nèi)外轉(zhuǎn)子等速異向旋轉(zhuǎn)，內(nèi)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)和外轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)不改變，但定子鐵心磁路隨轉(zhuǎn)子相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，磁路狀態(tài)會(huì)以并聯(lián)磁路、混聯(lián)磁路、串聯(lián)磁路、混聯(lián)磁路、并聯(lián)磁路……的交替形式出現(xiàn)。

3.2 等效磁網(wǎng)絡(luò)模型

根據(jù)上文得到的3種磁路，省略漏磁路后，分別建立對(duì)應(yīng)電機(jī)磁網(wǎng)絡(luò)模型，如圖4所示。

圖4 磁網(wǎng)絡(luò)模型拓?fù)?/p>

圖4中，用字母i、o來(lái)分別代表內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子；Rgx(x=i，o)表示氣隙磁阻；Fmx(x=i，o)表示永磁磁鋼的磁勢(shì)；Rmx(x=i，o)表示永磁磁鋼的內(nèi)磁阻；Rix(x=i，o)表示轉(zhuǎn)子軛的磁阻。根據(jù)上文分析，將定子鐵心磁阻分為切向磁阻Rt和法向磁阻Rn。Rt表征定子同側(cè)相鄰磁極在鐵心中形成切向磁路的磁阻。Rn表征定子兩側(cè)相鄰磁極在鐵心中形成法向磁路的磁阻。

3.3 磁網(wǎng)絡(luò)模型的處理

CDPMSM運(yùn)行時(shí)，2個(gè)轉(zhuǎn)子等速反向旋轉(zhuǎn)，電樞鐵心磁場(chǎng)變化頻繁，但鐵心磁阻的大小相對(duì)于空氣的磁阻來(lái)說(shuō)要小很多，分析時(shí)完全能夠忽略。根據(jù)前面的分析可以得出，上述3種磁路狀態(tài)中，只有在并聯(lián)磁路狀態(tài)下，內(nèi)、外2個(gè)單元電機(jī)所有的磁通均切向穿過(guò)電樞鐵心，內(nèi)、外2個(gè)轉(zhuǎn)子的磁通不發(fā)生耦合。因此可以得出以下論斷：鑒于磁通分布的上述特點(diǎn)，電機(jī)的電樞軛部設(shè)計(jì)時(shí)必須以并聯(lián)狀態(tài)的磁路為重點(diǎn)來(lái)進(jìn)行分析。內(nèi)單元電機(jī)進(jìn)行平展后的結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 內(nèi)單元電機(jī)的線性拓?fù)?/p>

令φr是每塊磁鋼的內(nèi)稟磁通，φm是實(shí)際能提供的磁通，Rmm是相鄰永磁體之間的漏磁磁阻，Rmi是內(nèi)轉(zhuǎn)子磁鋼的內(nèi)磁阻，Rmr是每塊磁鋼與轉(zhuǎn)子軛之間產(chǎn)生的漏磁磁阻，Φg是CDPMSM的每極氣隙磁通，Rgi是CDPMSM每極氣隙的磁阻，Rt是CDPMSM電樞鐵心的切向磁阻。根據(jù)上述分析建立CDPMSM內(nèi)電機(jī)的等效磁路模型，如圖6所示。

為了便于分析，對(duì)圖6所示的內(nèi)單元電機(jī)等效磁路模型做進(jìn)一步的合理簡(jiǎn)化。因?yàn)殡姌需F心和內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵心均為磁的良導(dǎo)體，所以內(nèi)轉(zhuǎn)子的鐵心磁阻Rri和電樞鐵心的切向磁阻Rt的數(shù)值遠(yuǎn)小于氣隙磁阻Rgi的數(shù)值，均可以忽略不計(jì)。而且此時(shí)在圖6中的2個(gè)磁源在磁路連接關(guān)系上屬于串聯(lián)關(guān)系，Rmm、Rmi和Rmr與磁源在磁路連接關(guān)系上均為并聯(lián)關(guān)系，記Rm為總的并聯(lián)磁阻，那么有:

圖6 內(nèi)電機(jī)的等效磁網(wǎng)絡(luò)模型

(4)

其中:η=Rmi/Rmr；λ=Rmi/Rmm。

4 電磁場(chǎng)計(jì)算

4.1 氣隙磁密計(jì)算

對(duì)磁通進(jìn)行分解，可得每極氣隙磁通和氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為

(5)

(6)

每極永磁體向外磁路提供的磁密和氣隙磁密分別為

(7)

(8)

4.2 鐵心磁阻計(jì)算

電樞鐵心法向磁阻Rn與切向磁阻Rt均與CDPMSM 2個(gè)轉(zhuǎn)子的相對(duì)位置密切相關(guān)。為了便于分析，令內(nèi)、外單元電機(jī)磁路處于串聯(lián)狀態(tài)時(shí)作為電機(jī)運(yùn)行的初始位置，當(dāng)2個(gè)轉(zhuǎn)子相向旋轉(zhuǎn)一定角度(機(jī)械角)后，內(nèi)、外2個(gè)轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)在電樞鐵心軛部的磁場(chǎng)分布情況如圖7所示。

圖7 內(nèi)外轉(zhuǎn)子相對(duì)旋θ角時(shí)鐵心磁路

根據(jù)磁路歐姆定律，可得定子鐵心法向磁阻和切向磁阻的最值：

(9)

(10)

式中：μ0為真空磁導(dǎo)率；μfe為定子軛的相對(duì)磁導(dǎo)率；hs為電樞鐵心軛部的厚度;rs為電樞軛的計(jì)算半徑;θp為永磁磁鋼寬度。

定子鐵心內(nèi)部磁通的周期變化規(guī)律接近正弦波形式，若CDPMSM的極數(shù)為2p，則其電樞鐵心的總磁阻Rs可以利用法向磁阻Rn及切向磁阻Rt按照式(11)進(jìn)行合成：

Rs=Rncos(3θ/2)+Rtsin(3θ/2)

(11)

5 仿真和試驗(yàn)

以1臺(tái)6極CDPMSM為仿真對(duì)象，該電機(jī)主要尺寸：內(nèi)轉(zhuǎn)子內(nèi)徑為75 mm；內(nèi)轉(zhuǎn)子外徑為121 mm；外轉(zhuǎn)子內(nèi)徑為240 mm；外轉(zhuǎn)子外徑為280 mm；定子內(nèi)外圓壁分別均勻開有36個(gè)槽；內(nèi)外永磁體極弧系數(shù)均為0.75；內(nèi)轉(zhuǎn)子采用釹鐵硼永磁體(Br=1.33 T，μr=1.043 42)；外轉(zhuǎn)子采用鐵氧體永磁體(Br=0.42 T，μr=1.070 22)。假設(shè)定子表面為零矢量等磁位面，忽略集膚效應(yīng)和磁滯效應(yīng)[11]，采用場(chǎng)路結(jié)合時(shí)步有限元方法對(duì)其進(jìn)行磁場(chǎng)分析。

5.1 有限元仿真

通過(guò)有限元分析(FEM)可以得到2個(gè)轉(zhuǎn)子相向旋轉(zhuǎn)一周過(guò)程中，電機(jī)鐵心的法向磁感應(yīng)強(qiáng)度Bn和切向磁感應(yīng)強(qiáng)度Bt的FEM結(jié)果如圖8所示。

圖8 電機(jī)鐵心磁感應(yīng)強(qiáng)度

從圖8可以看出，在初始位置處法向磁感應(yīng)強(qiáng)度Bn≈0.93 T且為最大值，切向磁感應(yīng)強(qiáng)度Bt=0。由于內(nèi)轉(zhuǎn)子上相鄰2個(gè)釹鐵硼永磁磁鋼的空隙為15°，并且和外轉(zhuǎn)子的鐵氧體永磁磁鋼對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)內(nèi)、外2個(gè)轉(zhuǎn)子相向轉(zhuǎn)過(guò)的機(jī)械角度≤7.5°時(shí)，因?yàn)榇怕窢顟B(tài)為混聯(lián)磁路，所以只有少量磁通切向通過(guò)電樞鐵心，則切向磁感應(yīng)強(qiáng)度Bt雖然有所增加，但增幅較小，法向磁感應(yīng)強(qiáng)度Bn則基本維持不變。如果電樞的齒槽寬度相同，此時(shí)鐵心中法向磁路寬度通常是電樞齒部磁路寬度的2倍，因此電樞鐵心中的磁感應(yīng)強(qiáng)度幅值只有電樞齒部的約50%，即鐵心法向磁路始終處于不飽和狀態(tài)。

從圖8還可以看出，在本文所用電機(jī)的電樞鐵心和轉(zhuǎn)子鐵心均采用DW310-35型硅鋼片疊壓而成，因此對(duì)比圖8(a)和圖8(b)可以進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，電樞鐵心的磁感應(yīng)強(qiáng)度的切向幅值約為其法向幅值的2倍。因?yàn)殡姍C(jī)齒槽寬度基本相等，鐵心法向磁路的寬度為齒部磁路寬度的2倍，磁密最大值只有齒部的1/2，所以鐵心法向磁路一般不飽和。鐵心切向磁密和齒部最大值均設(shè)計(jì)為接近飽和值，定子和轉(zhuǎn)子鐵心采用同一種材料，即鐵心法向磁密最大值和齒中相等，因而鐵心切向磁密的最大值為法向磁密2倍左右。這樣可以保證磁路并聯(lián)時(shí)鐵心切向磁路不飽和，同時(shí)減小鐵耗和增大功率密度。

在空載狀態(tài)下，以電機(jī)串聯(lián)磁路為初始位置，雙轉(zhuǎn)子相向旋轉(zhuǎn)240°范圍內(nèi)，對(duì)氣隙中心處進(jìn)行磁場(chǎng)分析可得到內(nèi)外氣隙磁密波形，如圖9所示。

圖9 氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度曲線

從圖9可以看出，在CDPMSM內(nèi)、外2個(gè)轉(zhuǎn)子的初始位置和相向轉(zhuǎn)過(guò)120°這2個(gè)位置，內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁磁鋼間的空隙正好與外轉(zhuǎn)子永磁磁鋼間的空隙對(duì)準(zhǔn)，因此這2個(gè)位置點(diǎn)的氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度基本為零，當(dāng)內(nèi)外2個(gè)單元電機(jī)反向轉(zhuǎn)過(guò)7.5°后，內(nèi)、外單元電機(jī)的永磁磁鋼間的空隙完全錯(cuò)開，這時(shí)候CDPMSM氣隙中的磁密值迅速增加。

5.2 試驗(yàn)分析

采用相同的參考轉(zhuǎn)速，對(duì)雙轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)了交叉耦合同步控制系統(tǒng)，分別進(jìn)行轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)，當(dāng)電流控制器輸入在某范圍內(nèi)時(shí)，根據(jù)輸入值進(jìn)行電流調(diào)節(jié)，當(dāng)輸入值超出某范圍，根據(jù)設(shè)定進(jìn)行調(diào)節(jié)，如圖10所示。這樣風(fēng)場(chǎng)紊亂時(shí)，雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速跟隨給定，迅速恢復(fù)相等。

圖10 雙轉(zhuǎn)子交叉耦合控制系統(tǒng)

采用2臺(tái)規(guī)格相同的永磁發(fā)電機(jī)分別接在雙轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)的2個(gè)軸上，發(fā)電機(jī)外接2個(gè)功率不同的三相對(duì)稱電阻，得到CDPMSM轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速差值曲線如圖11和圖12所示。

圖11 CDPMSM轉(zhuǎn)速響應(yīng)

從圖12可以看出，電機(jī)剛起動(dòng)時(shí)，2個(gè)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速差較大，但在交叉耦合控制策略的作用下，0.25 s后轉(zhuǎn)速差降低到1 r/min，整個(gè)過(guò)程轉(zhuǎn)速差不超過(guò)額定轉(zhuǎn)速的1%，證明該電機(jī)具有良好的轉(zhuǎn)速同步能力。

圖12 CDPMSM轉(zhuǎn)速差值

試驗(yàn)過(guò)程中CDPMSM的相電壓和相電流如圖13所示。圖13中，電機(jī)功率因數(shù)約為0.9，轉(zhuǎn)速同步響應(yīng)有一定延遲，電流和電壓波形有一些畸變。

圖13 電流和電壓曲線

6 結(jié) 語(yǔ)

本文主要對(duì)CDPMSM 2個(gè)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速自同步技術(shù)開展研究，通過(guò)對(duì)電樞兩側(cè)氣隙內(nèi)的反向自旋耦合磁場(chǎng)的特性，分析并建立了電機(jī)等效磁網(wǎng)絡(luò)模型，利用特殊的磁路設(shè)計(jì)和交叉耦合同步控制系統(tǒng)的引入，使得電機(jī)在動(dòng)靜態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)速能夠較好地保持自同步。得出如下結(jié)論：

(1)通過(guò)差異化材料選取的內(nèi)外永磁體轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及內(nèi)外雙轉(zhuǎn)子直徑比優(yōu)選，使CDPMSM無(wú)需采用額外措施，可以保證內(nèi)、外2個(gè)轉(zhuǎn)子具備大小相等、方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩和速度。

(2)通過(guò)將電樞鐵心常規(guī)磁阻轉(zhuǎn)換為電樞鐵心切向磁阻和法向磁阻分量的合成，有效簡(jiǎn)化了CDPMSM復(fù)雜的磁路分析過(guò)程，并據(jù)此構(gòu)建電機(jī)等效磁路網(wǎng)格模型。

(3)設(shè)計(jì)了交叉耦合同步控制系統(tǒng)以確保動(dòng)態(tài)下雙轉(zhuǎn)子保持同步，有限元分析表明穩(wěn)態(tài)下雙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速具有較好的同步能力。