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提高永磁电机的功率密度和降低转矩脉动一直是永磁电机研究的热点,Halbach永磁列阵有气隙磁场更正弦、磁场幅值更大、自屏蔽效应等特点,自从提出后便受到了广泛的关注,在电机等电磁工程领域得到广泛应用。Habach永磁列阵在国内外都有大量的研究,主要是集中在分段式Halbach永磁列阵的磁场研究。根据目前永磁体的制造加工工艺,分段式Halbach永磁列阵是较好选择,而且分段的块数不宜过多,在块数不多的情况下不同的永磁体对于气隙磁场幅值和畸变率的贡献明显不同。国内外对不均匀的Halbach永磁电机的研究并不多,但是不等长度永磁体对气隙磁场的影响很大,尤其在每极块数较少的情况下,所以这个问题的研究是有必要而有意义的。本文首先提出了不均匀Halbach永磁电机的概念,并定义了主极占比例的意义。建立了不均匀Halbach永磁电机解析模型,推导了不考虑齿槽的不均匀Halbach永磁电机气隙磁场分布解析式,并且用有限元仿真验证了解析法的正确性。本文在得到的不均匀Halbach永磁电机解析模型的基础上研究了主极占比例对气隙磁场畸变率和基波幅值的影响,对比了均匀与不均匀Halbach永磁电机、不均匀Halbach与表贴式永磁电机、主极平行充磁与径向充磁不均匀Halbach永磁电机,并证明了主极平行充磁不均匀Halbach永磁电机的优越性。为了进一步的研究不均匀Halbach永磁电机的性能,本文基于保角变换法推导了考虑齿槽的不均匀Halbach永磁电机气隙磁场分布解析式,并且用有限元仿真软件验证了其正确性。接着用麦克斯韦张量法推导了不均匀Halbach永磁电机齿槽转矩解析式,用有限元仿真验证了其正确性,并研究了主极占比例对不均匀Halbach永磁电机齿槽转矩的影响,发现不均匀Halbach永磁电机能有效的改善齿槽转矩,本文的研究对进一步的设计和优化不均匀Halbach永磁电机提供了坚实的理论基础。