分段长初级双边直线感应电动机建模分析

分段长初级双边直线感应电动机(LP-DSLIM)系统由若干段单元电机串联或并联组成,为准确描述次级运动过程中单元电机的推力等状态变化和过分段时的暂态过程,该文提出了一种新型单元电机数学模型及分段LP-DSLIM系统模型.首先,对分段LP-DSLIM系统的特点进行分析,通过引入虚拟次级板将每段单元电机耦合的次级延长至与初级等长,以使单元电机初级、次级之间始终保持全耦合;然后,结合耦合因数得到实际次级磁链和初级磁链,以此推导得到新型单元电机数学模型,并基于此建立串联供电和并联供电的分段LP-DSLIM系统模型;最后,有限元计算和实验结果验证了提出的新型单元电机数学模型和分段LP-DSLIM系统模型的正确性.     

电枢分段供电永磁直线同步电机的非线性数学模型

电枢分段供电永磁直线同步电机(PMLSM)中,相邻分段铁心的存在会导致气隙磁场脉振,动子穿过电枢定子段也会引发复杂的暂态过程.为准确描述电机的动态过程,该文考虑以上两种特有的电磁特性,建立双三相分段供电PMLSM的相空间模型.首先,采用解析法分析脉振气隙磁场的成因,研究电感不平衡以及饱和效应问题,将六相电流转化到αβ坐标系下建立二维电感查询表,有效地降低了模型的运算量.其次,引入易于求导的Sigmoid函数构造随动子位置变化的耦合系数,准确描述动子通过分段过程产生的空载磁链及反电动势.依据上述方法构建电机相空间模型,与有限元模型进行对比,两者电压与推力计算结果一致.最后,在RT-L a b中搭建基于相空间模型的半实物实验平台,结果表明,该模型能够准确地体现电机的各种效应,可以替代计算成本较大的有限元模型.     

中速磁浮无铁心永磁直线同步电机的结构优化

中速磁浮列车采用单边长初级无铁心永磁直线同步电机(IPMLSM)作为牵引电机，因为这种电机具有结构简单、运行平稳、无轮轨摩擦以及法向吸引力接近于0等优点，但是由于该电机定子无铁心，导致其推力密度较小，且永磁材料使用过多及定子绕组沿轨道长距离铺设，使电机效率进一步降低。为了提高电机性能，在IPMLSM基本结构的基础上，提出一种新型永磁体装配结构，可提升电机推力密度；并根据长定子IPMLSM绕组的特点，优化绕组导体截面，获得适用于中速磁浮列车IPMLSM定子绕组导体的宽与高之比，进一步提升电机的推力密度。最后，制作IPMLSM小型样机实验装置，对比实验结果验证了所提改进结构的优越性。