永磁同步直线电动机磁场和推力波动分析及实验研究

直线电动机存在由端部效应、齿槽效应和法向吸力引起的推力波动,对电动机动态稳定性和伺服控制性能产生较大的影响。利用等效磁化电流和许-可变换求解电动机的磁场分布,并采用ANSYS进行仿真分析验证,采用对电动机初级铁心长度优化的方法降低推力波动。实验表明,推力波动实验值与分析基本一致,证明了提出的磁场分析方法和优化设计的有效性。     

圆筒型永磁动圈式直线电动机气隙磁场和推力解析分析

介绍了一种新型轴向充磁的圆筒型永磁动圈式直线电动机,该电机可以直接驱动电液比例阀,提供直线运动.以直接驱动电液比例阀的新型轴向充磁圆筒型永磁动圈式直线电机为例,分析了电机的气隙磁场和电磁推力,导出了电磁推力的计算公式,并与有限元软件分析下的结果进行比对,证实了解析公式的正确性.所给出的解析计算公式可用于该类电机的设计.     

圆筒永磁直线同步电机磁场和推力分析

针对轴向磁化圆筒永磁直线同步电机,提出一种基于圆柱坐标的标量磁位分离变量法的磁场解析计算方法,并利用该解析法对无槽电机的气隙磁场分布进行理论分析,得出气隙磁场的轴向和径向磁场分布的解析结果,并解析计算了电机的推力。利用有限元数值计算法对磁场和推力结果进行验证。结果表明,该电机气隙磁场的两种计算方法的结果误差很小,验证了标量磁位分离变量法解析计算气隙磁场及电磁推力的正确性和实用性。给出实验样机的径向磁场分布实验结果,磁密实测值与计算值一致,用负载传感器对电机额定负载的推力进行了实测,验证了样机分析和设计的正确性。     

基于等效磁路法的新型双动子直线振荡电动机设计

在研究和开发空调用直线压缩机的基础上,提出了一种新型双动子直线振荡电动机。采用等效磁路法建立了其电磁场数学模型,分析了其系统振动特性。重点推导了这种新型直线振荡电动机主要结构和性能参数的计算表达式,分析和讨论了合理选择这些参数的要求和范围。样机试验与性能仿真分析表明,此种设计方法是可行的。     

基于等效剩磁法的永磁电动机转子偏心磁场解析计算

转子偏心对永磁电动机的性能有较大的影响.本文基于等效剩磁的方法,利用永磁电动机中标量磁位所满足的微分方程和场量所满足的边界条件提出了静态偏心气隙永磁电动机磁场的解析计算方法.采用该方法计算了一台转子静态偏心的永磁无刷直流电动机在不同偏心率时不同半径处的气隙磁场分布,与有限元计算结果进行了对比,结果表明该方法具有较高的准确性,并得出了相应的结论.     

直线感应电动机磁场气隙的分析及试验设计

介绍了直线感应电动机的特点及市场应用前景,对其结构和工作原理进行了阐述。通过对样本电机的测试,获得在不同气隙下的输入功率、推力和功率因数等性能数据,分析了磁场气隙调整对直线感应电动机性能的重要影响,为设计、制造和调整不同工况下气隙值的选择提供参考。     

直线同步电动机磁场及力的有限元仿真分析

介绍了常导型高速磁悬浮列车用直线同步电动机的有限元数值仿真方法：计算得到磁场分布和力的大小。分析了推力的频谱．发现推力存在着较大的波动。对直线同步电动机的结构进行改进后，推力的波动大为减小．为其应用于高速磁悬浮列车提供了理论依据。     

提高直线感应电动机推力的方法

本文介绍了如何通过在原边电路中插入一附加线圈来提高直线感应电动机推力的原理,该原理是建立在三维场的模型基础上的。为了能在直线感应电动机中产生最大推力,设计时考虑到了一些相关因素,提出了决定线圈最佳位置的简单公式。如果附加线圈设计合理,插入原边电路中的位置得当,几乎在直线感应电动机所有速度范围内,电机所产生的推力都会增加到不用附加线圈时的三倍多。     

直线磁场调制电机推力特性关键参数分析

直线磁场调制电机由于材料成本受行程长度影响较小,适合于长行程应用场合.为获得更好的推力特性,本文从理论研究入手,分析了直线磁场调制电机推力的解析公式,进而确定气隙磁密谐波含量影响推力特性.为了提高气隙磁密的正弦度,电机采用Halbach永磁阵列,相比于传统法向充磁直线磁场调制电机平均推力提高18％,但推力波动率也增大了...     

无槽永磁直线同步电动机磁场分析

采用等效磁化电流法分析无槽永磁直线同步电动机初、次级的等效电流密度；通过二维解析法和有限元法分析电动机不同气隙时的气隙磁场变化。通过以上两种方法的比较，得出气隙磁场变化的结论，可供研究设计该类电机的人员参考。     

永磁直线同步电动机Halbach阵列磁场分析

直线电动机的气隙磁场是决定其性能的关键因素.针对平板动磁式永磁直线同步电动机(PMLSM),采用Halbach磁体阵列来提高气隙磁场的正弦性.给出了Halbach阵列磁体排列方式及磁化规律;利用有限元法对Halbach磁体结构与常规磁体结构的永磁直线同步电动机进行比较,分析了磁通密度在平均气隙及轭部的分布情况;在此基础上提出了一种基于Halbach阵列的改进的磁体排列方案,并分析了此方案对电机气隙磁密的影响,得出了一些有用的结论.     

永磁直线同步电动机推力波动分析及抑制方法综述

在细微进给、高精度加工数控机床伺服系统中,永磁直线同步电机运行时推力波动需要进行抑制及控制。针对该问题,目前虽然有很多的抑制方法,但均存在局限性。文章对永磁直线同步电机的推力波动成因进行了概述,同时介绍了抑制其推力波动的举措,并从电机设计角度及控制方式上进行了综合阐述。     

动圈式永磁同步直线电动机电磁推力波动分析

主要对动圈式永磁直线电动机进行推力波动分析,通过使气隙磁场波形和输入电流接近正弦波等措施降低电磁推力波动。利用ANSYS软件针对具体项目进行电磁推力波动优化设计,削弱电磁推力波动。     

混合励磁直线同步电机的磁场与推力

介绍了一种混合励磁直线同步电机，它的气隙磁场由磁极上的永磁体和电励磁绕组共同提供，采用有限元方法研究了气隙磁场并计算了电机的推力，实验结果很好地验证了有限元分析的结果，另外还提供了一个与同结构电励磁电机进行推力对比的实验结果。研究表明混合励磁直线同步电机的磁场可调，推力大而且变化灵活，既具有永磁直线同步电机的优点，又具有电励磁直线同步电机的优点。     

永磁直线同步电动机推力波动抑制

针对高精度直接驱动的永磁直线同步电动机控制系统,研究其摩擦力、端部效应以及系统参数变化等不确定性因素对系统控制性能产生的影响,在分析其端部效应引起的推力波动的基础上,提出了一种电流预测控制模型,通过注入谐波电流对因端部效应引起的推力波动进行补偿;同时设计扰动观测器对因摩擦力及参数变化等不确定性因素引起的推力波动进行补偿,进一步消弱推力波动。最后,通过实验平台实现了该控制算法,实验结果表明,该控制方案有效抑制了因端部效应及其他不确定因素引起的永磁直线同步电动机伺服系统的推力和速度波动。     

大功率直线感应电动机推力脉动研究

直线电机边端效应是由定子铁心、次级开断所致的固有效应,该效应会引起电机电磁推力的不同频率的脉动。本文首先基于电磁推力公式对边端效应所致的推力脉动频率进行了理论分析。然后利用一维磁路法对动态纵向边端效应引起的次级感应涡流沿轴向的分布规律进行了理论分析和解析计算,根据次级感应涡流进而计算得到了动态纵向边端效应引起的转差频率两倍频推力脉动幅值的解析表达式,并得到了推力脉动幅值和不考虑边端效应时的电磁推力值的比例关系,最后通过峰值功率20 MW,最大出力900 k N的大功率直线感应电动机实验系统对分析结论进行了试验验证。理论分析和试验结果表明:计及边端效应时直线电机电磁推力存在供电频率两倍频和转差频率两倍频的脉动,其中转差频率两倍频的脉动由动态纵向边端效应导致,主要和次级极数以及转差频率有关。     

圆筒型直线电动机的速度及起动推力测试

介绍圆筒型直线电动机的瞬态速度,起动推力的测试原理及其实现电路。实际应用表明,整个测试系统工作稳定可靠,测量精度高。     

永磁直线同步电动机推力波动的抑制

针对高档数控机床进给系统用永磁直线同步电动机特有的齿槽效应、边端效应所引起的推力波动问题,提出了在应用磁场定向控制技术双闭环结构基础上增加自适应前馈控制器抑制推力波动的新方法。通过实验测量经离散小波变换滤除噪声,得到随直线电机位置变化的实际推力波动波形,基于该波形以查询方式得到补偿电流。给出了控制系统速度控制器、电流控制器、参考电流发生器及前馈控制器的参数设计方法,构造了基于DS1104控制板d SPACE半实物仿真系统实验平台。实验表明,增加自适应前馈控制器对电流进行补偿后,推力波动和速度波动得到了有效抑制,验证了提出方法的正确性和有效性。     

基于FAHP的永磁直线同步电动机推力波动分析与实验研究

分析了永磁同步直线电动机推力波动的产生机理，利用模糊层次分析法（FAHP）研究其原因的重要性次序，指出端部效应、纹波扰动、磁钢分布和齿槽效应是永磁同步直线电动机推力波动产生的最主要因素；同时针对这些主要的影响因素采取综合改善措施，并进行实验验证了措施的正确性，从而获得控制和改善永磁同步直线电动机推力波动的方法和措施。     

基于积分滑模的永磁直线同步电动机直接推力控制

针对永磁直线同步电动机(PMLSM)直接推力控制(DTFC)存在推力纹波和稳态误差等问题,提出一种基于积分滑模的PMLSM伺服系统DTFC方案。利用速度与推力作为状态变量,在同步旋转定子磁链矢量坐标参考系中构建二阶非线性状态空间方程,并根据此空间状态建立积分滑模控制律,取代独立的速度控制器与推力控制器,简化了系统的控制结构,提高了系统的动态响应。选用饱和函数作为切换函数,降低了滑模控制(SMC)的抖振现象,进一步消除速度跟踪中的稳态误差,提高了系统的鲁棒性。利用李雅普诺夫稳定性分析证明了积分滑模控制器是全局渐近稳定的。通过实验验证了所提出的方法是有效的,与采用PI控制的DTFC相比,基于积分滑模的DTFC系统具有更快的动态响应,更好的稳态控制性能和较强的鲁棒性能。