高速大推力長初級直線電動機的研究.pdf

1、直線電機直接將電能轉(zhuǎn)換為直線運動，省去了中間的傳動機構(gòu)，在直線運動應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)具有廣闊的應(yīng)用前景。本文主要研究應(yīng)用于電磁彈射、沖撞實驗平臺等高速大推力加速運動領(lǐng)域內(nèi)的直線電機。首先，以該領(lǐng)域最為常見的直線感應(yīng)電機為研究對象，研究了雙邊長初級直線感應(yīng)電機的設(shè)計方法、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計以及數(shù)學(xué)模型建立；其次，根據(jù)磁通切換電機原理，探索性研究初級永磁直線電機于高加速領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用的可能性。研究了長初級磁通切換型永磁直線電機的工作原理、靜態(tài)和動態(tài)特性以及優(yōu)

2、化設(shè)計；另外，設(shè)計并制造了長初級感應(yīng)電機小型樣機平臺系統(tǒng)，并對該感應(yīng)電機進行了實驗研究。最后，通過小尺寸短初級磁通切換永磁直線電機驗證了所提出長初級磁通切換型永磁直線電機的性能。為這兩種電機在該領(lǐng)域內(nèi)進一步深入應(yīng)用研究奠定基礎(chǔ)。
　　論文主要研究成果包括以下幾個方面
　　1.通過研究雙邊長初級直線感應(yīng)電機的工作原理，提出了適用于雙邊長初級直線感應(yīng)電機的設(shè)計方法，并獲得了設(shè)計參數(shù)。采用有限元方法分析了所設(shè)計電機的電磁性能。

3、r>　　2.在研究雙邊長初級直線感應(yīng)電機的初級和次級結(jié)構(gòu)參數(shù)對電機性能的影響的基礎(chǔ)之上，根據(jù)其推力特性，提出了削弱電機邊端效應(yīng)的優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)和電源施加方式。并通過有限元進行了驗證。
　　3.建立了雙邊長初級直線感應(yīng)電機的動態(tài)等效電路和數(shù)學(xué)模型，并推導(dǎo)了該電機的穩(wěn)態(tài)推力和動態(tài)推力控制策略。
　　4.根據(jù)所設(shè)計雙邊直線感應(yīng)電機的參數(shù)，搭建了雙邊長初級直線感應(yīng)電機的實驗平臺，并設(shè)計了電機的制動裝置和控制系統(tǒng)。進行了相關(guān)的電機測試實

4、驗，驗證了所設(shè)計電機的推力特性。
　　5.根據(jù)旋轉(zhuǎn)型磁通切換電機原理，提出了適用于加速應(yīng)用領(lǐng)域的長初級磁通切換型永磁直線電機結(jié)構(gòu)，并對其靜態(tài)特性和動態(tài)特性進行了研究。
　　6.通過研究所提出磁通切換型永磁直線電機的結(jié)構(gòu)參數(shù)對電機性能的影響。根據(jù)磁通切換直線電機的工作原理，提出了減小該電機推力波動的優(yōu)化結(jié)構(gòu)和補償方法，并通過有限元進行了仿真驗證。
　　7.建立了小尺寸短初級磁通切換型永磁直線電機的實驗測試平臺，進行了測試