永磁同步空芯直線(xiàn)電機(jī)推力計(jì)算及其特性分析.pdf

1、永磁同步直線(xiàn)電機(jī)是把電能直接轉(zhuǎn)換成直線(xiàn)推動(dòng)力能的裝置，與傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)相比，直線(xiàn)電機(jī)不需要中間傳動(dòng)裝置，可以直接把電機(jī)推力傳遞給工作臺(tái)，進(jìn)而帶動(dòng)負(fù)載做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí)它還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、單位推力大、可靠性高、動(dòng)態(tài)性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)，在高速列車(chē)、工業(yè)自動(dòng)化、電磁炮等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景。但是，直線(xiàn)電機(jī)由于自身結(jié)構(gòu)的原因會(huì)存在端部效應(yīng)和齒槽效應(yīng)，它們會(huì)引起電機(jī)磁阻力擾動(dòng)、負(fù)載擾動(dòng)、系統(tǒng)參數(shù)攝動(dòng)等，這幾個(gè)因素使電機(jī)輸出推力形成波動(dòng)，直接關(guān)系到

2、電機(jī)定位精度和輸出推力的平穩(wěn)性，使得直線(xiàn)電機(jī)在工業(yè)實(shí)踐應(yīng)用方面受到較大制約。
　　永磁同步空芯直線(xiàn)電機(jī)，由于其定子繞組為空芯線(xiàn)圈的特點(diǎn)，所以不會(huì)產(chǎn)生齒槽效應(yīng)，并且削弱邊端效應(yīng)，雖然同時(shí)削弱了推力的最大值，但是提高了電機(jī)推力的穩(wěn)定性，使得其更容易控制，如果該電機(jī)運(yùn)用于高速運(yùn)輸方面會(huì)使得列車(chē)運(yùn)行更平穩(wěn)，車(chē)體無(wú)需通電，這樣大大減少電磁輻射對(duì)人身的危害。本文以研究永磁同步空芯直線(xiàn)電機(jī)推力特性為核心，對(duì)電機(jī)結(jié)構(gòu)與推力進(jìn)行分析，并用有限元軟件

3、ANSYS對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行仿真驗(yàn)證。
　　首先，運(yùn)用路理論電機(jī)推力進(jìn)行計(jì)算。從空芯直線(xiàn)電機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)出發(fā)，針對(duì)電機(jī)繞組為空芯的特點(diǎn)，運(yùn)用永磁體勵(lì)磁等效方法將永磁體等效為通電線(xiàn)圈，計(jì)算勵(lì)磁線(xiàn)圈與初級(jí)繞組線(xiàn)圈間的互感，進(jìn)而運(yùn)用虛功原理求得水平推力。同時(shí)分析水平推力與電機(jī)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系。
　　其次，運(yùn)用有限單元計(jì)算軟件ANSYS對(duì)永磁同步空芯直線(xiàn)電機(jī)電磁場(chǎng)分布進(jìn)行模擬仿真，并對(duì)水平推力進(jìn)行計(jì)算。搭建永磁同步空芯直線(xiàn)電機(jī)的二維模