摘要：要想提高电力机车的同步电机功率密度，就要加强气隙的长度设计，使其变的更小，这样就会使的电枢反应，可以对气隙磁场影响，在一定程度上加强，从而导致负载气隙和磁密产生畸变。对于这样的情况，应当采用不对称偏心的气隙机构，才能充分地解决这一问题。在实际使用过程中，要围绕着这种结构进行分析，并且对绕组电击和分数槽集中阻挠进行相关的研究，从而促进电力机车的车用永磁同步发展。 关键词：不对称；偏心气隙；电力机车；永磁同步，车用电机
随着经济和技术的发展，促进了人们的生活水平提高，与此同时人们对于环境保护，还有能源方面更加重视，因为在人类的发展过程中，这几个因素已经出现了矛盾。当前世界各国非常重视节能减排工作，并且采取了相应的办法解决这些问题，目前已经取得了较好的成效。当前节能环保和新能源领域，以及新能源汽车，已经逐渐地具有重要地位，并且逐步取代了传统汽车的能源驱动，所以具有良好的发展势头。电力机车不仅降低了能源消耗，也降低了对生态环境的影响。电动车是运用电能作为能源进行驱动的，不仅降低了二氧化碳排放量，也节约了石油资源，所以具有非常好的发展前景。随着永磁体技术的发展，给电力机车发展
带来了新契机，该技术具有高效率和高功率以及高密度的优势，应用于电力机车中，具有非常好的使用效果，可以更好地实现节能环保目标。
1研究背景分析
要想电力机车具有良好的轻便性，就应当缩小驱动电机的体积，并且降低其重量，提高其功率密度，这样才可以实现电力机车的轻便性。一般情况下，可以通过减小气隙长度的办法，来提高功率密度，但是对于电力机车使用的PMSM来说，大功率和大负载，可以使电枢反应对电机产生较强的影响，因此气隙减小会加剧电枢反应，从而导致气隙磁场畸变，造成电磁的转矩下降，致使转矩损耗增加。所以要对电枢反应造成的畸变情况，进行有效的抑制，通过对磁极形状，还有铁心形状的优化，可以很好地抑制这种电枢反应，并且优化气隙磁场分布。当前比较广泛使用的是偏心气隙设计，同时结合电力机车的单项驱动特点，对传统的偏心气隙结构优化，对PMSM进行优化设计，形成了新型的PMSM结构设计。在实际应用的过程中，由于极槽配比，与相关的绕组分布形式有一定的差别，可以将PMSM分为整数的槽分布绕组永磁同步电机和分数槽集中的绕组永磁同步电机。这两种电机在电动车领域使用非常广泛，虽然在性能方面有一定的差别，但是却有非常明显的优势。
进行电机设计，如果只是停留在有限元分析，是无法适应当前时代发展的，而搭建电磁实验控制平台，不仅费时费力而且费用较高，所以许多学者运用仿真软件进设计，通过对相关参数的设定，可以优化驱动单元，虽然不能完全反应电机的实际情况，但是可以很大程度地节约成本，并且为电机性能分析提供数据支持并提供指导。
2电力机车永磁同步电机分类和技术分析
2.1分类
由于PMSM的种类比较多，有几种重要的分类方法。首先，根据永磁体所在的转子位置进行分类，可以分为表面式的PMSM和内置式的PMSM以及爪极式的PMSM三种。其中爪极式的结构，虽然工艺比较简单，但是性能较低，所以应用程度较低。而表面式的PMSM，还可以分为表贴式和内嵌式两种，其中表面式是属于隐极结构，而内嵌式属于凸极结构，表面式的加工和安装比较简单，但是永磁体之间是面对气隙的，当弱磁电流比较大时，很容易造成退磁，这种退磁是不可逆的，所以弱磁调速的能力很差。内嵌式的漏磁系数较小，而且结构相对简单，但是工艺比较复杂，所以当前使用不是较多。其次，根据主磁不同分类。可以分为径向磁通PMSM和轴向磁通PMSM以及横向磁通PMSM三种。再次，可
以根据电枢绕组位置分类。可以分为方波PMSM和正弦波PMSM两种。最后，按照永磁体的形状分类。可以分为瓦片磁极式的PMSM和弧形磁极式的PMSM以及矩形磁极式的PMSM三种。
2.2技术分析
电力机车的特点是启动比较频繁，并且加减速也比较频繁，所以驱动电机需要有较宽的调速范围，并且响应应当较快。车辆的运行情况，一般都是比较复杂的，所以需要电机有很强的性能，在机械结构方面，还有过载能力方面，以及续航里程方面，都有应当有较强的优势，这样才可以更好使用。电力机车主要目的就是节能减排，这就需要电机有很高的效率，所以驱动电机的性能，就显得非常重要了。以往的驱动电机有一定缺陷，随着永磁材料的发展和使用，使得相关的控制技术的到了发展，并且在电力机车上广泛的应用。虽然这种电阻，控制技术比较复杂，而且电机功率在密度和效率方面都相对较低，但是通过研究和创新，已经得到了进一步发展，所以当前使用较多。由于PMSM的过载能力较强，而且具有高功率和高密度，以及高效率的特点，所以应用于电力机车驱动，具有非常明显的优势。在实际使用过程中，由于电力机车的PMSM损耗，会受到电机的工况影响，所以要
对相关的情况进行深入研究，这样不仅可以满足电力机车的优越性，并且可以获得更小的转矩。在这个方面，主要有两个技术。首先，是电枢反应和抑制技术。要想提高电力机车的轻便性，应当缩小驱动电机的体积和重量，并且提高PMSM的功率密度。因为电枢反应会导致电磁转矩下降，并且增加转矩脉动，所以重载情况更加严重，通过的不同磁极和形状的分析，可以优化磁极结构，使气隙磁场更好地分布。其次，是铁耗研究。铁耗与电机的效率和温度以及永磁体有很大关系，并对电机内部磁场和强耦合材料变换有一定的关系，因为链接形式的改变，可以对铁耗产生不同的影响，而且电机的铁耗是很难进行精准计算的，所以铁耗计算一直都是该领域中的难题。通过长期的研究，对铁耗的产生机理和模型进行了研究和分析，并且针对铁磁材料设计了计算模型，有效地优化了铁耗情况。
结束语：
结合全文，对电力机车的电枢反应进行分析，同时介绍了相关的技术，并充分地分析了相关背景，通过对气隙机构的分析，期望可以为电力技术的发展和应用提供一些参考。随着科技的不断发展，要不断创新相关技术，这样才可以实现节能环保目标。
参考文献：
[1] 潘陶红, 崔巍. 一种不对称偏心气隙结构永磁同步电动机设计[J]. 微特电机, 2019, 04:20-23,28.
[2] 潘陶红, 崔巍. 大功率电力机车用PMSM不对称偏心气隙优化设计[J]. 微电机, 2019,01:1-5.
[3] 徐媛媛, 葛红娟, 荆岩. 永磁同步电机偏心磁极优化设计[J]. 哈尔滨工程大学学报, 2019,07:89-91.
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