新型直線開關(guān)磁鏈永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化.pdf

1、近年來(lái)，直線開關(guān)磁鏈永磁電機(jī)(LSFPMM)成為了直線電機(jī)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)，尤其是在長(zhǎng)行程應(yīng)用領(lǐng)域。相比于永磁直線同步電機(jī)(PMLSM)，LSFPMM的永磁體與電樞繞組都位于短初級(jí)，長(zhǎng)次級(jí)只是開齒槽的鐵心，不僅大大降低了成本，而且具有PMLSM高推力密度、高效率的特點(diǎn)。然而，隨著永磁體嵌入初級(jí)齒內(nèi)，磁極、繞組、磁路三者空間互相制約，容易導(dǎo)致推力密度受限制與磁路過飽和問題，同時(shí)繞組發(fā)熱也將影響永磁體溫升，使其存在退磁風(fēng)險(xiǎn)。為了解決以上問

2、題，研究了一種新型初級(jí)分塊式LSFPMM結(jié)構(gòu)，其將初級(jí)分為兩個(gè)部分，一部分為電樞，包含鐵心和繞組，另一部分為磁極，包含永磁體和鐵心，也可稱為不對(duì)稱雙邊型直線永磁電機(jī)。針對(duì)該新型LSFPMM的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化，進(jìn)行了較為詳細(xì)與深入的研究。
　　首先，介紹了LSFPMM的運(yùn)行原理及數(shù)學(xué)模型。其次，以推力最大化、推力波動(dòng)最小化為目標(biāo)，基于有限元方法(Finite Element Method，F(xiàn)EM)對(duì)一個(gè)9槽/10極的新型結(jié)構(gòu)LSFPM

3、M進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，逐一優(yōu)化電機(jī)各個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，對(duì)直線電機(jī)特有的邊端效應(yīng)則通過優(yōu)化電樞邊端齒的位置和寬度來(lái)削弱。然后，對(duì)優(yōu)化的新結(jié)構(gòu)LSFPMM進(jìn)行了性能分析，對(duì)比了電機(jī)優(yōu)化前后的性能，著重對(duì)比了考慮邊端效應(yīng)與不考慮邊端效應(yīng)兩種情況下時(shí)電機(jī)性能的變化，結(jié)果表明邊端效應(yīng)對(duì)直線電機(jī)影響較大，在電機(jī)優(yōu)化時(shí)需要著重考慮。此外，分析了樣機(jī)制造誤差對(duì)電機(jī)性能的影響。最后，介紹了樣機(jī)結(jié)構(gòu)，包括為實(shí)際安裝進(jìn)行的尺寸調(diào)整以及裝配情況。
　　研究為初級(jí)分塊