脈沖功率型雙邊動(dòng)磁式永磁同步直線(xiàn)電機(jī)的研究.pdf

1、脈沖功率型永磁直線(xiàn)同步電機(jī)在電磁彈射等領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景。本文通過(guò)解析計(jì)算和有限元仿真相結(jié)合的方法，對(duì)脈沖功率型雙邊動(dòng)磁式永磁同步直線(xiàn)電機(jī)的推力特性進(jìn)行了優(yōu)化分析，對(duì)適于初級(jí)繞組分段的電機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了探索，對(duì)無(wú)槽結(jié)構(gòu)電機(jī)的磁場(chǎng)解析和性能提高方法進(jìn)行了研究，促進(jìn)了脈沖功率型直線(xiàn)電機(jī)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題的解決，同時(shí)完整了脈沖功率型永磁同步直線(xiàn)電機(jī)的基礎(chǔ)理論體系。
　　本文利用基本電磁定律，推導(dǎo)了主要結(jié)構(gòu)參數(shù)與推力密度的數(shù)學(xué)關(guān)系式。在

2、建立有限元仿真模型的基礎(chǔ)上，對(duì)比了NS極相對(duì)和NN極相對(duì)的充磁方式對(duì)電機(jī)性能的影響。通過(guò)擬合有限元分析結(jié)果，得到電機(jī)主要性能與各尺寸、電流之間的對(duì)應(yīng)計(jì)算公式，并將其作為描述電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，最后進(jìn)行全局優(yōu)化。通過(guò)推力計(jì)算模型對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證，并在優(yōu)化模型的基礎(chǔ)上研究了雙邊錯(cuò)極和動(dòng)子偏心對(duì)推力和法向力的影響。
　　在解析分析初級(jí)繞組分段對(duì)電機(jī)推力影響的基礎(chǔ)上，對(duì)長(zhǎng)初級(jí)永磁同步直線(xiàn)電機(jī)在兩種不同分段方式下的運(yùn)行特性進(jìn)行了研究，并提出

3、了電機(jī)本體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化措施。針對(duì)不連續(xù)定子分段所存在的出端頓力，通過(guò)改變端部鐵心形狀來(lái)減小；而對(duì)于存在不同段間繞組重疊的無(wú)間隔分段方法，考慮用環(huán)形繞組替代雙層繞組，并對(duì)環(huán)形繞組電機(jī)進(jìn)行諧波分析和參數(shù)優(yōu)化。
　　基于等效磁化電流法，建立了無(wú)槽永磁同步直線(xiàn)電機(jī)電磁場(chǎng)分析模型，推導(dǎo)了通用邊界條件下各區(qū)域的磁通密度表達(dá)式，將EMC模型分析結(jié)果與有限元數(shù)值分析結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證。隨后通過(guò)齒槽與無(wú)槽電機(jī)的比較分析，對(duì)雙邊無(wú)槽永磁同步直線(xiàn)電機(jī)的性