双定子直线旋转永磁电机特性分析与实验研究

针对现有直线旋转驱动机构结构复杂、体积大、控制精度低等问题,提出一种新型双定子直线旋转永磁电机。该电机由内外定子及一个中间动子构成,能够实现直线、旋转和螺旋运动。分析了该电机的结构特点和运行原理,建立了双定子直线旋转永磁电机的等效磁路模型,推导了转矩和推力的表达式。通过求解所建立的等效磁路模型方程,以计算该电机的空载和负载特性,其计算结果与3D有限元方法一致。设计制作了实验样机,并在所设计的样机上进行实验研究,结果表明所提出的分析理论和方法可以快速、有效地分析双定子直线旋转永磁电机的特性,且所提出的双定子直线旋转永磁电机具有可行性。     

直线电机的应用前景

近年来随着新材料和控制技术的进步，直线电机工业化应用较易实现。作为一种驱动 电机和伺服执行元件，有着广阔的应用前景。该文简要地介绍了直线电机的结构原理及主要技术特点，并列举了在高速磁悬浮列车、驱动电梯、光刻机、调整应用的典型实例。     

旋转-直线电机技术发展现状分析

介绍了旋转-直线电机的发展现状,简要分析了几种类型的旋转-直线电机结构.针对旋转-直线电机的特点,提出了双定子旋转直线永磁同步电机,旨在提高永磁同步电机的弱磁扩速能力,拓宽了其应用范围,也为其发展提供了新的思路.旋转-直线电机集成了旋转运动和直线运动的功能,为多自由度运动系统提供了方便,具有实用价值.     

一种直线永磁游标电机的设计与定位力优化

直线电机目前取代了旋转电机加丝杠的传动方式,现阶段广泛应用于数控机床加工等直驱应用场合。由于传统的直线永磁同步电机很难进一步提高推力密度,基于磁场调制原理工作的直线游标永磁电机被提出以进一步提高推力密度。本文提出了一种新型直线永磁游标电机,分析了该电机的工作机制,验证了该直线永磁游标电机在具有简单拓扑结构的同时,推力密度有着显著的提高,并对直线电机的端部定位力进行解析及优化,进一步减小了电机定位力。     

混合励磁同步电机及其控制技术综述和新进展

混合励磁同步电机(hybrid excited synchronous machine,HESM)是一种宽调速电机,它结合了永磁同步电机和电励磁同步电机的优点,又克服了它们各自的缺点。因此,它在宽速度运行范围的风力发电系统和电驱动系统具有广阔的应用前景。该文主要论述了混合励磁同步电机的基本特点,分析了几种典型的混合励磁同步电机的结构及工作原理,提出了一种新的混合励磁同步电机拓扑结构。在此基础上,推导了混合励磁同步电机的数学模型。基于分区控制策略,在低速区和高速区,分别研究了几种混合励磁同步电机控制技术,并对这些技术做了详细比较。针对目前混合励磁同步电机控制技术存在的不足之处,提出了一种新的效率最优控制策略。最后,给出了混合励磁同步电机及控制技术的发展趋势,展望了它的应用前景。     

定子励磁型混合磁路直线旋转永磁电机磁路设计与实验研究

针对智能装备系统直线与旋转两自由度驱动需求,提出定子励磁型混合磁路直线旋转永磁(statorexcitedhybrid magnetic circuit linear and rotary permanent magnet,SEHMCLRPM)电机,采用轴向和径向双凸极齿结构,轴向直线运动与径向旋转运动磁场共用定、转子磁路。永磁体设置在定子上,动子上既无绕组也无永磁体,动子结构简单坚固,重量轻,具有转矩惯量比高、动态响应速度快、可靠性高等特点;定子同时设置有直线与旋转两套绕组,直线和旋转运动控制独立,降低两自由度驱动控制的复杂度。分析该类电机的运行原理和结构特点,探讨混合磁路特征,构建该类SEHMC-LRPM电机的解耦等效磁路模型,实现该类电机的磁路设计。在此基础上,基于3D有限元方法分析混合磁路与两自由度耦合磁场,揭示两自由度磁场与电机磁场分布、空载和负载特性的关系。最后,加工制造样机,并进行实验研究,验证该电机结构的有效性和理论分析的正确性。     

永磁直线同步电机控制技术综述

直线电机是一种可以将电能直接转换成直线运动的电磁机构,在工业应用中受到青睐。但其结构工艺、控制方法及策略直接影响直线电机的应用与推广。该文根据永磁直线同步电机控制特点,分析了永磁直线同步电机特点及工作原理,结合国内外基于永磁直线同步电机的相关文献,综述了新型永磁直线同步电机控制技术发展概况,并阐述了各种控制方法的优缺点。     

一种海浪发电用永磁单相直线电机的工作特性与实验分析

提出了一种直驱海浪发电用圆筒型单相永磁直线发电机(PMSPLG)设计方案,该电机具有初级结构简单、体积小、定位力波动幅值小的特点。首先,论文给出发电机的结构和工作原理,分析了采用Halbach永磁阵列的电机气隙磁场。其次,在旋转电机磁场能量计算方法的基础上对直线电机齿槽定位力的计算公式进行推导,得到圆筒型直线电机的齿槽定位力波动统一公式;并采用有限元方法(FEM)对电机在不同槽距和极距的匹配情况下,对电机的定位力进行仿真分析,得到电机的槽距和极距的最优尺寸。最后,分析了PMSPLG在恒速和正弦变化速度下的空载电动势变化曲线。论文给出单相永磁直线发电机同尺寸样机,实验验证了电机的电磁特性。计算与实验结果表明该直线发电机具有定位力波动幅值小、后续整流电路简单的特点;与其他采用旋转电机的波能发电装置相比,具有能量转换效率高、系统结构简单、应用成本低等特点,在海浪发电领域具有较好的应用前景。     

高性能磁场调制永磁直线电机研究综述与展望

永磁直线电机(PMLM)直接以直线运动输出功率,具有结构简单、效率高等明显优势,适用于某些直线运动应用场合,受到越来越广泛的关注。分析了PMLM广泛存在的磁场调制效应,对几种典型PMLM拓扑结构进行研究,指出其内在磁场调制机理的应用。同时,针对PMLM结构的特殊性,讨论了几种电磁参数的建模方法。最后,对PMLM磁场理论与拓扑结构研究进行了展望和应用前景分析,对直线电机的实际工程应用具有一定的参考价值。     

直驱海浪发电用直线电机的设计与分析

海浪能源是一种无污染的可再生能源。传统的海浪发电装置一般采用旋转电机与液压系统相结合的能量转换系统,其成本高、损耗大。介绍一种采用直线电机且无中间传动机构的直线驱动系统。设计了1台永磁同步直线电机,分析了横向磁通与纵向磁通电机的性能。横向磁通永磁同步直线电机具有较好的性能特点更适合于直驱海浪发电装置。最后给出了电机内电路和磁场的模型及分析结果。     

轴向磁通永磁电机系统及关键技术前沿发展综述

轴向磁通永磁电机具有轴向长度短、结构紧凑、磁通路径短、功率/转矩密度高、效率高等特点,在电动汽车、机床设备、航空航天、新能源发电、飞轮储能等领域具有广阔的应用前景。该文主要剖析轴向磁通永磁电机的基本结构与特征,以实现该类电机的高效高功率密度、强可靠性、宽调速为主线,分析具有突出特色的轴向磁通永磁电机拓扑结构与特点。在此基础上,对轴向磁通永磁电机的设计与分析方法、定位力矩抑制技术、机械振动与噪音分析及抑制方法等方面展开分析综述。探究轴向磁通永磁电机控制技术发展现状,分析各控制方法的优缺点。总结轴向磁通永磁电机系统共性基础科学问题,探究提升轴向磁通永磁电机效率和功率密度的技术路径。最后,展望轴向磁通永磁电机结构及控制技术的发展趋势与应用前景。     

永磁开关磁链直线电机若干优化设计方法

永磁开关磁链直线电机除具有常规永磁直线电机的优点外,还具有显著的成本优势,因此具有很好的应用前景。本文在简要说明该类电机的基本结构与原理之后,指出通过合理调整初级与次级铁心的外形尺寸来减小反电动势谐波含量与电机推力波动,采用磁桥结构提高弱磁控制能力和初级铁心机械强度,借鉴旋转电机齿槽力矩的抑制方法来削弱推力波动的齿槽效应成分,并提出辅助齿结构来有效削弱推力波动的端部效应成分,最后还给出了一种模块化结构形式来提高电机的容错性以及边端线圈与内部线圈的对称性。     

永磁同步直线电机伺服控制系统设计

直线电机与旋转电机相比能直接获得直线运动,永磁同步直线电机能直接驱动需直线运动的设备,以获得有限可控位移。文章设计了一种基于DSP的永磁同步直线电机伺服控制系统,试验表明该系统能快速准确地追踪位置指令,为实际应用奠定基础。     

圆筒型Halbach永磁单相直线发电机的设计与分析

为了提高海洋表面小波浪能量转换成电能的效率,提出了一种圆筒型Halbach永磁单相直线发电机的结构模型,采用有限元分析法对该永磁单相直线发电机的内部电磁场动态特性进行分析。根据分析电机结构参数对电机性能的影响,优化了电机齿槽结构。分析Halbach永磁体结构的充磁角度的不同对电机磁场性能和磁密曲线的影响。采用磁场能计算的方法对电机的定位力波动进行分析。最后,给出了电机在小波浪运行情况下的实验测试结果。分析和研究表明:圆筒型Halbach永磁单相直线发电机具有磁场正弦性高、定位力波动幅值小、能量转换效率高、结构简单、应用成本低等特点,在海洋波浪能发电领域具有较好的应用前景。     

永磁直流直线电机及其控制

介绍了短行程往复运动的永磁直流直线电机的基本结构和行程方程,以及三种典型的应用场合的运行分析,并对各种驱动控制电路进行了分析比较。     

步进电机驱动电路研究

步进电机是一种将脉冲电信号变换为相应的角位移或直线位移的数控元件,其性能在很大程度上取决于驱动电路的优劣.本文阐述了驱动电路的基本组成及工作要求,分析了几种典型驱动电路的特性,结果表明:恒流斩波技术将具有非常广泛的应用前景.     

永磁直流直线电机及其控制

介绍了短行程往复运动的永磁直流直线电机的基本结构和行程方程，以及三种典型的应用场合的运行分析，并对各种驱动控制电路进行了分析比较。     

基于MAGNET的低速永磁直线同步电动机电磁场数值计算与分析

提出了一种新型直线电机,简要介绍了这种电机的基本结构及运行机理,应用Magnet软件对具有不同结构的两种电机的电磁场进行了数值计算.通过计算结果进一步分析和计算得到了低速永磁直线同步电机的二维磁场分布和气隙磁密的变化波形.所做研究为新型低速永磁直线同步电动机提供了一种行之有效的设计方法.     

初级励磁型永磁直线电机研究现状与展望

初级励磁型永磁直线电机是从传统永磁直线电机衍生而来的一类新型特种电机,具有高推力密度、高效率、高精度和高可靠性等优点.在长行程直驱式直线运动领域,该类电机有其独特的性能与成本优势,具有很高的研究价值和广阔的应用前景.该文针对初级励磁型永磁直线电机,回顾并总结了国内外相关研究的技术现状和发展趋势.从磁场调制理论出发,揭示了初级励磁型永磁直线电机气隙磁场谐波分布与推力产生原理.从拓扑结构的角度,梳理了各类永磁直线电机的技术要点及研究进展.从初级励磁型永磁直线电机的特征出发,介绍了高性能控制策略.最后,对比分析了各类初级励磁型永磁直线电机的综合性能,并探讨了未来的发展方向.     

圆筒型永磁直线电机的设计及有限元分析

圆筒型永磁直线电机是一种新型的电力传动装置,它能将电能直接转换成直线运动所需的机械能,并且具有反应速度快、结构简单等优点而广泛应用于直线驱动领域。为了改善圆筒型永磁直线电机气隙磁密波形的正弦性并提高其推力性能,结合有限元分析法分别从槽极数配合、绕组分相、初级铁心长度选取等方面系统地分析了各参数对电机性能的影响。最终确定圆筒型永磁直线电机结构参数,所得结论为圆筒型永磁直线电机设计提供理论依据。