混合磁阻永磁转子定子电磁结构设计

　　在轴向磁通电机的研发迭代过程中，这类混合磁路结构的出现，主要是为了平衡传统表贴式永磁电机高速工况下的转子强度问题，以及纯磁阻电机转矩密度不足的痛点。从结构布局来看，径向内侧布置同步磁阻转子，利用磁阻转矩作为基础输出分量，不需要额外的永磁体就能在高速弱磁区间维持稳定的转矩输出，避免了高速下永磁体离心脱落的风险，适配新能源车辆驱动、高速主轴驱动这类需要宽调速范围的应用场景。轴向两侧布置的表贴永磁转子，采用N-N相对的磁体充磁方向，让轴向磁路直接穿过定子轭部形成闭合回路，不需要额外设置轴向的磁路隔磁结构，能有效压缩电机的轴向安装尺寸，在对安装空间有严格限制的轮毂驱动、伺服转台场景下，这种布局的空间利用率比传统径向磁通电机高出30%以上。

　　定子部分采用软磁复合材料SMC作为磁芯载体，这种材料的各向同性磁性能可以很好适配三维磁路的走向，避免了传统硅钢片在轴向磁路下叠片方向磁阻过大、涡流损耗过高的问题，配合环形缠绕的集中绕组，绕组端部长度比传统分布式绕组缩短60%以上，铜耗占比明显降低，在中低速大转矩工况下的效率优势尤为突出。从安装边界来看，该结构采用扇形单元模块化设计，单个磁路单元的弧面曲率可以根据整机的定子内径灵活调整，不需要重新开制硅钢片冲压模具，就能适配不同功率等级的电机设计需求，单元之间的拼接面做了绝缘隔磁处理，避免相邻单元之间的磁路串扰影响输出转矩的平稳性。

　　磁阻转子部分的磁障结构采用多层弧形导磁桥设计，导磁桥的厚度经过磁路仿真优化，在保证转子机械强度满足12000rpm最高转速离心应力要求的前提下，最大化d轴与q轴的电感差值，提升磁阻转矩的占比，降低对永磁体用量的依赖。轴向永磁转子的磁钢固定采用嵌入式卡槽加高温环氧灌封的结构，卡槽与磁钢之间预留0.02mm的涂胶间隙，既可以抵消高速旋转下磁钢的热膨胀量，也能避免磁钢直接与金属卡槽接触产生的涡流损耗。环形绕组的绕制采用扁铜线立绕工艺，槽满率可以达到78%以上，绕组与SMC磁芯的接触位置设置了0.1mm厚的绝缘导热衬垫，能将绕组运行产生的热量快速传导到定子外壳的散热水道上，降低绕组的温升，提升电机的持续过载能力。

　　在电磁性能匹配上，磁阻转子与永磁转子的转矩输出相位做了对齐优化，让两种转矩分量的峰值出现在同一电流角位置，不需要额外调整控制算法就能实现最大转矩电流比控制，降低了驱动器的算法适配难度。这种混合结构的设计思路，打破了传统单一磁路结构电机的性能瓶颈，既保留了磁阻电机高速运行的可靠性，又融合了永磁电机高转矩密度的优势，在对电机重量、安装空间、效率区间都有严格要求的新能源航空驱动、工业伺服系统、新能源乘用车电驱动场景下，都有很高的应用适配性。从建模细节来看，各部件之间的装配间隙都按照实际生产的工艺公差做了预留，磁钢与转子铁芯的配合公差采用H7/p6的过渡配合，SMC磁芯与绕组的装配间隙控制在0.05mm以内，完全符合实际生产的装配工艺要求，可直接作为电磁仿真、结构强度校核的基础模型使用，也能为同类型混合磁路电机的结构设计提供参考。