變極距雙邊直線感應電機理論與設計研究.pdf

1、電磁加速系統(tǒng)由能量存儲系統(tǒng)，電力電子系統(tǒng)，直線電機驅(qū)動系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)四個子系統(tǒng)構(gòu)成。電磁加速驅(qū)動系統(tǒng)中，直線電機是驅(qū)動的動力源，直接驅(qū)動負載作直線運動。適用于電磁加速器驅(qū)動的直線電機主要有直線感應電機、永磁型直線同步電機以及超導勵磁型直線同步電機。其中，由于直線感應電機具有次級結(jié)構(gòu)簡單堅固，質(zhì)量小，制造和運行成本低，運行安全可靠，逆變器大功率開關(guān)器件開關(guān)頻率較低等優(yōu)點，因而選擇長初級雙邊直線感應電機作為加速器的驅(qū)動電機。
　　本

2、文將針對電磁加速器中最為核心的驅(qū)動系統(tǒng)進行深入研究，根據(jù)加速的特殊性，提出了一種新型的變極距雙邊直線感應電機作為加速驅(qū)動。傳統(tǒng)直線電機控制時通常采用控制電流頻率的方法控制電磁推力輸出，且需要實時檢測速度位移量進行反饋，當高速時所需電流頻率增大，必然受到逆變器開關(guān)頻率的限制。介于此所提出的變極距直線感應電機在加速過程中電流頻率恒定不變，且無需進行反饋控制，因而即可以優(yōu)化控制方式，又可以減小電機損耗。
　　本文首先建立了變極距雙邊直線

3、感應電機一維場和二維場方程，分析氣隙磁場組成部分，求解氣隙磁場磁感應強度表達式，并分析了端部效應對氣隙磁場的影響，以及極距的變化對磁場強度和端部效應的影響。根據(jù)已求得的氣隙磁場磁感應強度表達式，推導分析電機的各項動態(tài)性能。
　　其次，推導符合加速用的考慮端部效應影響的變極距長初級雙邊直線感應電機等值電路。采用端部效應系數(shù)對端部效應進行修正，并求解各修正系數(shù)表達式。分析極距的變化對等值電路參數(shù)值的影響，并采用路的理論仿真分析極距的變

4、化對端部效應特征參數(shù)的影響。
　　再次，根據(jù)實際加速指標要求，對變極距直線感應電機各設計參數(shù)進行計算選取，仿真分析極距的變化對磁路參數(shù)、電路參數(shù)的影響。提出極距分段變換和極距連續(xù)變換兩種變極距直線電機設計方式。
　　隨后，將變極距模式拓展為變相寬度的形式，推導任意位置處的相帶寬度和任意位置處的極距大小表達式，分析次級參數(shù)量和空氣阻力等外界因素對電機性能的影響。分析變極距雙邊直線感應電機極距連續(xù)變化時氣隙磁場情況，求取不同區(qū)域