《表4 转矩定量比较：三种充磁方式轴向磁齿轮的磁场和转矩特性比较》

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《三种充磁方式轴向磁齿轮的磁场和转矩特性比较》

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将轴向磁齿轮的低速转子固定不动，同时改变高速转子的机械角度，可得到3种轴向磁齿轮低速转子的静态转矩，如图10所示。由图10可以看出，低速转子的静态转矩随机械角度变化呈正弦变化，周期为360°/ph=360°/4=90°。为了进一步比较上述3种轴向磁齿轮的转矩性能，表4分别列出它们的有效体积、永磁体消耗量、最大静态转矩、有效转矩密度（最大静态转矩/有效体积）和永磁体利用率（最大静态转矩/永磁体质量）。其中，3种轴向磁齿轮的有效体积为外形尺寸包围下的总体积，其计算公式为πR2outH/1 000，H为3种轴向磁齿轮的轴向长度。可以发现，AFFMG的转矩能力，有效转矩密度以及永磁体利用率最大。AFFMG的最大静态转矩为55.8 N·m，与HAMG相当，比AFMG增加了17.5%。AFFMG的永磁体利用率最大，为42.27N·m/kg，与AFMG相比增长了32.6%，比HAMG增长了15.1%。考虑到HAMG轭部的非磁性材料并不构成磁路，对转矩能力没有影响，而只起到结构支撑作用，如不考虑轭部体积，HAMG的体积和转矩密度分别为461.58 cm3和118.51 kN·m/m3，转矩密度将远大于另两种轴向磁齿轮。通过固定低速转子转速，设定高速转子以3.25倍于低速转子的速度反向旋转，可得到3种轴向磁齿轮的低速转子稳态转矩，如图11所示。由图11可以看出，HAMG的转矩波动最小，这与前面的气隙磁密分析的结果相吻合。