圓筒型無重疊式橫向磁通永磁直線電機(jī)的研究.pdf

1、本文提出一種新結(jié)構(gòu)的橫向磁通永磁直線電機(jī)(TFPLM)，該電機(jī)應(yīng)用在混合動力汽車上的自由活塞式內(nèi)燃電機(jī)系統(tǒng)中。其主要優(yōu)勢為：一、該電機(jī)能夠滿足自由活塞式內(nèi)燃電機(jī)系統(tǒng)低速、大推力的要求；二、該電機(jī)與內(nèi)燃機(jī)整合可以獲得很高的效率，同時利于環(huán)境的保護(hù)；三、該電機(jī)解決了當(dāng)今橫向磁通永磁電機(jī)(TFPM)功率因數(shù)低、結(jié)構(gòu)工藝復(fù)雜的難題。
　　首先,在對 Z式 TFPLM漏磁較大的原因進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，提出一種新結(jié)構(gòu)的圓筒型無重疊式橫向磁通

2、永磁直線電機(jī)，并具體提出軸向三相和周向三相兩種結(jié)構(gòu)；分析了這種電機(jī)的工作原理。
　　其次，為簡化計算復(fù)雜性和節(jié)省計算時間，建立了圓筒型無重疊式TFPLM兩種結(jié)構(gòu)的簡化有限元模型；漏磁系數(shù)作為 TFPM的重要參數(shù)，首先優(yōu)化了定子長齒鐵心軸向厚度和極弧系數(shù)以獲得最優(yōu)漏磁系數(shù)；兩種結(jié)構(gòu)電機(jī)的漏磁系數(shù)與Z式TFPLM漏磁系數(shù)的對比結(jié)果顯示：相鄰定子極鐵心齒部無重疊在減小電樞縱向漏磁上的效果顯著；通過兩種結(jié)構(gòu)電機(jī)的空載性能和負(fù)載性能的對比分

3、析，結(jié)果顯示軸向三相結(jié)構(gòu)具有更大的優(yōu)勢。
　　再次，以圓筒型無重疊式TFPLM推力波動分析為基礎(chǔ)，以功率因數(shù)和力密度與結(jié)構(gòu)參數(shù)關(guān)系式為指導(dǎo)，以電機(jī)的兩個結(jié)構(gòu)參數(shù)：定子長齒鐵心軸向厚度和極弧系數(shù)為優(yōu)化目標(biāo)，通過有限元方法，獲得電機(jī)的最佳空載性能和負(fù)載性能，最終確定了定子長齒鐵心軸向厚度和極弧系數(shù)。
　　最后，研究了提高力密度和提高功率因數(shù)之間的制約關(guān)系；研究了匝數(shù)與軸向長度的配合、氣隙長度與軸向長度的配合、及相鄰定子極鐵心齒部