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軸向磁通永磁同步電機的電磁場呈三維分布，其轉矩的精確建模和優化通常需要采用三維有限元方法，但這非常耗時。提出一種轉矩解析計算模型，并基于該模型對軸向磁通永磁同步電機的轉矩展開優化。首先，通過磁通密度比磁導法建立了軸向磁通永磁同步電機氣隙磁場解析模型。然后基于麥克斯韋張量理論推導得到電磁轉矩和齒槽轉矩的解析模型，并通過有限元法驗證了該模型的準確性。該模型不僅指出了產生電磁轉矩和齒槽轉矩的判據，還明晰了轉矩波動各階成分與氣隙磁通密度諧波之間的關系。最后利用該解析模型，采用徑向變極弧系數法對一臺單定子單轉子軸向磁通永磁同步電機的轉矩展開優化，結果表明徑向變極弧系數法可有效削弱軸向磁通永磁同步電機的齒槽轉矩和電磁轉矩波動，而基于解析模型的優化則具有非常高的效率。
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