磁路互补型横向磁通切换直线电机电磁推力计算与特性分析

有铁心永磁直线电机由于齿槽、边端效应及电枢电流谐波等,不可避免地会产生较高的电磁推力波动,电磁推力波动直接影响直线电机运行精度和平稳性。该文对具有磁路互补特征的横向磁通切换直线电机展开电磁推力特性研究,通过等效磁路法分析其磁场分布规律,得出该电机次级具有等磁位的电磁特性;基于气隙磁动势-磁导分析方法,揭示互补磁路条件下,该有铁心电机消除齿槽推力波动,实现有铁心电机无齿槽效果的机理;基于该电机磁场分布特征,建立其许-克变换气隙磁场计算模型,提出定位力、电枢绕组磁阻力及永磁推力等电磁推力快速准确的计算方法,获得该电机各电磁推力特性;对样机进行了空载感应电动势和电磁推力的测试实验,对比实验和仿真结果,验证了理论分析模型及计算方法的有效性和准确性。     

串联磁路结构双定子混合式直接驱动电动机的转矩特性

该文提出一种串联磁路结构双定子混合式直接驱动电动机方案。在分析该电机磁路特点的基础上，建立了三相串联磁路结构双定子混合式直接驱动电动机的简化磁网络模型，通过线性解析，定量分析了该电机的电磁转矩特性。并对样机进行了实验测试，实验结果表明，混合式变磁阻电动机采用串联磁路双定子结构，可以大大提高电机的输出转矩，证明了该结构电机具有较高的性能体积比。通过合理设计电机的电磁参数及结构参数，不但可以提高电机的输出转矩，而且可以降低电机的转动惯量，提高驱动系统的响应特性。     

动磁式横向磁通直线振荡电机建模分析

针对目前已有动磁式直线振荡电机结构复杂、漏磁较大等问题,提出一种动磁式横向磁通直线振荡电机,其具有动子质量轻,加工难度小,力特性好等优点,适合应用于冰箱压缩机等领域.基于建立的电机等效磁路模型推导出了电磁推力表达式,阐述了该电机电磁推力产生的机理.解析公式显示,电磁力系数与电机结构参数及永磁体材料属性等有关,而与动子位...     

U型永磁凸极直线电机结构及电磁特性

在要求大推力、长行程的应用中,如垂直提升领域,永磁同步直线电机因受布置方式、安装空间等限制,在提高永磁利用率、实现更高推力密度方面就显得至关重要.该文提出一种U型永磁凸极直线电机,其次级永磁采用U型结构,能够充分利用永磁体,提高电机的空载反电动势和电磁推力.首先,通过电机结构和磁路分析,建立等效磁路模型,分析其气隙磁通...     

永磁直线力电机的特性计算

介绍了一种新型的永磁直线电机,该种电机的特点是单线圈激励,动子可双向运动;励磁电流较小,电磁推力较大;电磁时间常数较小,动态响应较快。文章运用磁路法和有限元法来分析计算这种永磁直线力电机的电磁推力-位移特性,两种方法下得到的结果基本一致,证明了磁路法的正确性和简单性。     

活塞压缩机用新型双管直线感应电动机特性计算与仿真分析

为了克服管型直线感应电机结构简单,单位体积推力小的缺点,设计了具有内外双定子、中间动子结构的新型双管型直线电机.建立了计及边端效应的电机等效电路模型,推导出了电磁推力、功率与效率等通用特性关系武.通过仿真获得了更加接近实际的电机特性曲线.结果表明,电机推力大、整机效率高,为其电磁设计与活塞的动力特性分析提供了一定理论依据.     

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。     

直线压缩机用无内定子动磁式直线振荡电机的建模与分析

针对直线压缩机要求结构紧凑及力特性好的特点,提出一种新型动磁式直线振荡电机.该电机具有无需内定子、动子质量轻、加工难度小及力特性平稳等优点.在分析电机运行原理的基础上,建立了该电机的等效磁路模型,并推导了气隙磁链、电磁推力及电感的解析表达式.为验证等效磁路模型的正确性,建立了电机准二维有限元模型,并对电机气隙磁场分布及力特性进行了深入分析.实际加工了一台实验样机并进行了静态推力实验,样机测试结果、有限元分析结果和磁路分析结果较好吻合,证明了所建模型的正确性.     

双管型直线感应电机工作性能计算与仿真分析

针对管型直线感应电机结构简单、单位体积内产生的推力小等缺点,设计出了具有内外双定子、中间动子结构的新型双管型直线电机。对整机进行了特性分析并在电磁设计的基础上对电机的工作性能进行了仿真分析,结果表明该种直线电机具有电机输出推力大,整机效率高等优点,为其电磁设计与动力特性分析提供了一定的理论依据。     

直线同步永磁电励混合式电动机的研究

本文将永磁材料应用于直线同步电机励磁系统,得到了直线同步永磁电励混合式电动机。经过对其等效磁路的分析,说明了该电机的特性,并详细阐述了设计步骤和要点。接着建立了dq0坐标系统下的电机模型,通过仿真得到了该新型电机和直线同步电励磁电机的电磁推力,与相应的实验结果进行了对比,仿直结果与实验结果基本吻合,表明直线同步永磁电励混合式电机推力大而且灵活可调,兼具有永磁直线同步电机和电励磁直线同步电机的优点,能够显著改善电机的运行性能。     

异形永磁体圆柱型直线电机的优化设计

为了进一步提高直线电机的推力密度,结合异形永磁体圆柱型直线电机(T-CLM)和传统Halbach结构提出了异形永磁体Halbach阵列圆柱型直线电机(TH-CLM)。建立了异形永磁体Halbach阵列圆柱型直线电机的磁路分析模型,研究了异形永磁体的异形角对电机磁场和推力的影响,得到了推力密度最大时的永磁体角度。对比分析了异形永磁体结构的两种圆柱型直线电机的推力密度,结果表明异形永磁体Halbach阵列圆柱型直线电机增强了电机的气隙磁通密度,具有更高的推力密度,并与传统的圆柱型直线电机进行了比较,验证了异形永磁体结构圆柱型直线电机在推力密度方面具有一定的优势。     

高压断路器新型电机操动机构的动态特性

研究一种高压断路器新型电机操动机构,设计分析永磁直线直流电机及其运动特性。根据40.5kV真空断路器机械特性的要求,设计了一台配有制动保持装置的电机操动机构。利用有限元方法建立电机操动机构的仿真模型,对永磁直线直流电机的基本特性和起动过程进行动态特性仿真,得到了电机运行时的电磁推力、电流、速度等曲线,并进行了分析。结果表明,电机操动机构能够提供足够的合分闸速度,满足真空断路器开断和关合的要求。     

大气隙直线感应电机的力特性分析

大气隙直线感应电机（气隙长度大于10mm）目前已经在地铁、轻轨中得到了很好的应用,在过山车、海盗船等大型游乐设备中也有很好的应用前景,其推力与法向力特性对系统性能很重要.该文介绍了该类电机的结构与设计所用的传统等值电路.通过实验证明,等值电路对计算电流与推力仍然有效,而法向力的计算与纵向边端效应对气隙磁场的影响则需要建立在有限元数值分析方法基础上;在此模型基础上分析了推力、法向力与电机初级电流大小、电流频率、气隙长度之间的关系.结果表明大气隙直线感应电机的法向力与推力之比小于普通直线感应电机,因此法向力基本不影响应用系统.该文的结论为此类电机的设计与应用提供依据.     

永磁电励均匀混合式直线同步电机设计

本文介绍了一种新型永磁电励均匀混合式直线同步电机,分析了其等效磁路以及推力表达式,阐述了这种电机的设计要点.最后,给出了与普通电励磁直线同步电机的对比试验结果.     

Basic characteristics of five-phase cylindrical linear pulse motors

A cylindrical linear pulse motor (CLPM) of a new construction is proposed in this paper. The conventional CLPM, which has a permanent magnet between A-phase and B-phase stators, has a problem: thrust unbalance occurs because the magnetic flux of the outer poles is longer than that of the inner poles. This paper proposes a CLPM of completely new construction, in which the field magnetic flux and the armature magnetic flux perpendicularly intersect each other as a result of a restructured magnetic circuit. This new CLPM has the same magnetic field as the stepping motor, and has the distinctive characteristic of being available in a multiphase design, as well as the conventional two-phase design. A five-phase 10-pole CLPM was experimentally manufactured and the static thrust was measured to identify its basic characteristics. The experiment confirmed the theory that the torque did not differ from phase to phase and that controllability equal to that of the stepping motor was obtainable. The CLPM proposed here is effective as an alternate linear electromagnetic actuator for electrical servos of air actuators (such as air cylinders).     

基于场路结合模型的 深槽式单相直线感应电机特性研究

阐述了深槽式单相直线感应电机的结构特点和运行原理,提出了场路结合的分析模型(其中用有限元方法分析铁心叠厚范围内的磁场分布,用电路来等效初级绕组端部)。该模型包含多个电机初级和一个电机次级,既能计算电机堵动时的气隙磁场、推力、电容电压、次级的涡流功率等稳态特性,也能计算电机起动时的电流、速度、推力等动态特性;另外还可以分析电机结构参数与电容容量对电机性能的影响。分析结果表明,该电机具有起动电流小、电容电压大等特点。样机实验结果与分析结果相一致,表明了该分析模型的有效性。     

直驱永磁电机绕组匝间短路故障研究

直驱永磁电机包括旋转结构与直线结构,其电磁负荷高,直接与负载相连接,电机的可靠性运行对系统安全非常重要,绕组匝间短路故障是其中一种重要的影响因素。本文以直驱永磁直线电机（PMLM）为研究对象,基于有限元方法分析了初级绕组匝间短路故障对电机性能的影响。首先介绍了直驱PMLM的拓扑结构与气隙磁场,分析了匝间短路对相电流与短路电流的影响,然后计算了短路匝数、短路位置对电机性能的影响,包括三相电流、短路电流、平均推力与推力波动,最后总结了匝间短路故障对PMLM性能的影响,为直驱系统的故障诊断与容错运行提供理论支持。     

U型永磁开关磁链直线电机特性分析及优化

针对长行程无绳提升系统提出一种U型永磁开关磁链直线电机(UPM-FSLM)的拓扑结构,通过改变永磁体的位置排列、初级槽型与次级齿形,提高推力密度与功率因数,降低推力波动.首先介绍了UPM-FSLM的基本参数尺寸设计和工作机理.然后建立有限元仿真模型,分析静态磁场分布、反电动势、电磁推力、推力波动、效率及功率因数等电磁特...