圓筒型開關磁鏈永磁直線電機的研究.pdf

1、作為自由活塞斯特林發(fā)電系統(tǒng)中的發(fā)電機，圓筒型永磁直線電機雖然具有高功率密度、高效率等優(yōu)點，但是電機在高速振蕩時，很難兼顧動子結構的牢固性與電機的動態(tài)響應特性，并且永磁體在高溫下易造成不可逆退磁。為了解決以上問題，本文對一種新型圓筒型開關磁鏈永磁直線電機進行了深入研究，該電機動子結構簡單、牢固、質量輕，初級位于電機外側易于散熱，并且單相繞組使電機在啟動時更加易于控制。
　　首先，本文討論了電機在不同工作狀態(tài)運行的工作原理，推導了電機

2、的基本電磁模型、等效電路模型和簡諧運動模型。初步設計了一臺300W電機模型，在圓柱坐標系下建立了電機的二維有限元模型。通過有限元分析，討論了電機的漏磁情況、氣隙磁密分布、電感波動、磁鏈波形、反電勢波形等基本電磁特性，分析了運動狀態(tài)對于電機反電勢、功率、損耗、負載特性的影響。
　　其次，本文研究了電機的永磁體形狀、定子/動子齒寬、動子軛部內/外徑這些結構變化對電機的影響，主要觀察了電機的反電勢、功率、功率密度、損耗、效率、推力等指標

3、，優(yōu)化過程重點考慮電機具有較高的功率密度，以及較高的效率和推力。
　　然后，本文討論了電機磁阻力的來源及主要削弱方法。通過有限元分析了電機磁阻力對推力的影響，經過仿真對比，提出通過合理的結構參數配比來減弱磁阻力的方法，主要通過調整定子齒寬度和永磁體厚度的配合、定子齒寬度和動子齒寬的配合來實現。
　　最后，本文分析了電機的三維穩(wěn)態(tài)溫度場特性，討論了封閉機殼下電機雙凸極結構溫度場分布的特殊性。建立了電機的三維物理模型，確定了主要