【高转密】FSAE电动方程式赛车驱动电机——意大利帕多瓦大学

高转矩密度是很多电机应用场合的追求，本文带来一个小功率、小体积高转矩密度电机的设计路线，主要包括以下特点：halbach磁钢阵列、全开口槽定子、外转子+行星减速机构、0.2mm硅钢片、油冷定子。

本文讨论的电机用于上述FSAE赛车

小重量、高转矩、低惯量、高效是该应用场合电机的最主要追求。车辆参数缺少迎风面积、风阻系数等，7:1速比选择文中未做详细说明，减速比有增大的潜力，电机转速进一步提高也有利于减小体积和重量。

对比了转子有无磁轭的性能差异，但是为了追求低惯量，在牺牲少量转矩和磁钢工作点安全性的情况下，还是选择了无磁轭的转子方案，转矩密度15.2Nm/kg

第一代方案利用成熟的定子铁心达到这样的转矩密度，已经算是优秀。在第一代成功的基础上，开发了第二代方案。

第二代方案，对定子做了大量优化，槽极配合、材料、冷却方式、定子槽型。全开口槽的转矩波动不易优化，在高速电机中很少应用，但是作者研究发现由于转矩波动的幅值低、频率高在该应用场合会被转子和轮子的惯量滤掉。

第二代样机转矩密度18Nm/kg，相比第一代样机15.2Nm/kg，提升20%。

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参考文献：《The Formula SAE Electric Vehicle Competition — A High-Torque Density Permanent Magnet Motor 》——

Marco Munaro , Nicola Bianchi, and Giovanni Meneghetti are with the University of Padova, Italy