与传统的“三段式”液压动力单元相比,电机泵具有体积小、结构紧凑、噪音小﹑无外泄漏﹑效率较高等优点,使其具有重要研究意义和广阔的应用前景。现有的电机泵产品或研究样机均集中在电机和液压泵的一体化“封装”上,即把液压泵在轴向方向或径向方向与电机进行集成,共用一个壳体;对于轴向集成的方式,轴向尺寸依然偏大、集成度不高;对于径向集成的方式,将电机的转子内部掏空来安装液压泵,会影响到电机转子的磁路和电机的性能。将凸轮转子式叶片泵的转子设计为电机的转子,将定子与电机的定子结合,当电机输出转矩的同时,叶片泵的功能也会实现,这种结构型式的电机泵在不显著影响和改变电机转子的磁路布置基础上,可以实现泵和电机在轴向和径向方向的高度融合。本文以两段式凸轮转子结构的电机为研究对象,将现有的永磁无刷直流电机的转子加工成两段凸轮状,两段相位差90度,由于转子转动时,定、转子间的气隙大小一直变化会对电机的性能产生影响,因此研究凸轮转子电机与均匀气隙电机之间的性能差异,从而为凸轮转子液压电机泵研发奠定基础。论文的主要工作包括:(1)对凸轮转子电机结构的来源及应用背景进行介绍;对凸轮转子电机的凸轮转子结构及其过渡曲线方程进行介绍;对凸轮转子电机的组成部分及凸轮转子电机的转动机理进行详细介绍。(2)简单介绍电机的电磁场的基本理论和Jmag有限元电磁仿真软件。对凸轮转子电机样机进行三维建模,运用Jmag软件的电磁仿真模块从建模、条件设置、网格划分、驱动电路设置4个部分介绍凸轮转子电机的仿真流程。(3)对凸轮转子电机及凸轮转子几何曲线的两个极限圆弧(Rmax=12.9和Rmin=12.2)形成的均匀气隙电机在空载和额定负载两种工况下进行电磁场仿真,并从仿真结果中得到将三种电机的转速曲线、电流曲线、输出转矩曲线、气隙磁密曲线等多个参数,通过对比这些性能参数得出凸轮转子电机的性能特点;对比三种电机在恒转速1800rpm和1500rpm两个工况下的转矩脉动和效率的大小;以云图形式讨论三种电机在不同工况下的电磁场分布。(4)提取凸轮转子电机及R=12.9和R=12.2两种均匀气隙电机在0Nm~1.25Nm的6个恒定负载工况下的转速、电流等相关参数并绘制三种电机的机械特性曲线、输出功率曲线以及效率曲线,分析凸轮转子电机在不同恒定负载工况下的性能。(5)介绍凸轮转子电机的实验装置及其工作原理,将凸轮转子电机放入实验装置中加载不同的恒定负载,读取不同恒定负载下的电机性能参数的实验数据,将实验数据绘制曲线并与仿真参数的曲线对比,求得两者之间的误差,验证仿真的可靠性。(6)对凸轮转子电机及两种均匀气隙电机的损耗进行计算,分析凸轮转子电机的损耗特点;运用Jmag软件的温度场分析模块对凸轮转子电机进行建模和温升仿真分析。