摘 要：u型单相永磁同步电动机是一种特殊结构的单相自起动永磁同步电动机。其永磁体转子与u型定子铁芯之间气隙设计成不均匀结构，使电动机通电后能够自行起动。应用ansys有限元分析软件建立了电动机的二维仿真模型，分析不同气隙结构的空载磁场分布、定位转矩波形，验证了不均匀气隙结构u型单相永磁同步电动机是具有自起动能力的。根据永磁体n、s极的磁性特点，使用ansys软件确定电动机转子的初始位置，沿着位置方向在定子铁芯上开槽并放置永磁体对转子进行定位，并设计了一种简单的电源电路来控制电动机的旋转方向，对该电动机的研究具有一定的指导作用。 关键词：u型铁芯；单相永磁同步电动机；不均匀气隙
引言
随着永磁材料的出现，一种具有自起动能力的u型单相永磁同步电动机引起了人们的普遍关注[1]。u型单相永磁同步电机是一种采用单相交流电源供电的具有特殊结构的单相永磁同步电动机，电动机采用不均匀气隙结构，不需要外加控制装置，也不需要起动电容和起动绕组
就可自行起动，由于不均匀气隙结构产生的起动力矩有限，u型单相永磁同步电动机适用于起动力矩要求不高的场合，另一方面定子绕组通电后产生的磁场是脉振磁场，而脉振磁场可以分解为两个方向相反、速率相同的圆形旋转磁场，适用于旋转方向不定的场合，如：风机、泵类等[2-3]。与同容量的传统单相异步电动机相比，u型单相永磁同步电动机具有效率高、结构简单、制造容易等优点，在小功率家用电器中有着广阔的应用前景。
针对以上情况，本文在u型单相永磁同步电动机结构特点的基础上，基于有限元磁场分析了均与气隙与不均匀气隙结构的空载磁场分布和空载磁阻转矩，验证了不均匀气隙结构能够有效产生起动力矩。通过软件的辅助仿真确定了不同均匀气隙结构的转子初始位置角，并设计了一种能够控制电动机转向的方法，该方法是在电动机能够有效起动和运转的前提下，利用简单控制电路和转子结构定位结合来确定电动机的初始旋转方向。
