直线感应电机推力和法向力的解析计算与分析

针对直线感应电机特有的边缘效应对气隙磁场引起的畸变以及法向力不易解析计算的问题,通过电磁场分析量化表征纵向边缘效应对磁场的负面作用,并使用有效初级绕组相感应电势的方式得到等效系数.对导磁层和导电层的横向边缘效应,分别给出了相应的修正系数.给出计算直线感应电机运动方向磁密与法向力的解析方法.仿真计算与实验结果的比较表明:该方法能够准确定量计算不同气隙和供电频率下的推力和法向力的变化曲线,通过推力与速度、推力与气隙、法向力与速度等曲线,计算方法物理意义明确、计算简单,能够满足工程计算的需要.     

城轨交通中直线感应牵引电机的效率最优控制

针对城市轨道交通中直线感应牵引电机效率较低问题,从控制角度研究电机的效率最优控制策略。建立直线感应牵引电机的数学模型,考虑边缘效应的影响将推力与磁通进行解耦,在分析法向力组成与特性的基础上,得出以初级电流为变量的数学表达式,结合最优化理论,考虑多个优化目标建立损耗最小函数,实现在满足水平推力的条件下对电机铜耗与法向力造成损耗的最优控制。仿真研究对比了采用普通矢量控制与本文所提方案的运行状况。仿真结果表明,直线感应牵引电机行程中恒速区段时间越长,损耗减少得越大,效率提高得越高。     

直线感应电机的有限元仿真与分析

分析了用于城市轨道交通的直线感应电机的结构特征及其等效电路,阐述了相关参数的计算方法,包括电机励磁电抗、效率、功率因素等,并应用Ansoft有限元软件,对一台直线感应电机样机进行了电磁分析。通过有限元仿真与分析,得出了电机内部电磁场的分布特点和规律,研究结果为直线感应电机电磁设计提供了理论基础。同时,仿真结果对今后电机控制系统的设计有着重要意义。     

直线感应电机间接磁场定向悬浮牵引联合控制

基于气隙磁密分析,建立了适用于间隙变化的直线感应电机动态数学模型以及推力和法向力表达式.针对直线感应电机的运行状况,分析了法向力的排斥力分量和吸引力分量的特点,提出了一种新颖的基于间接次级磁场定向的推力、法向力独立控制策略.仅仅依靠单边直线感应电动机,实现了静态和动态稳定悬浮、以及悬浮状态下的稳定牵引运动,并在一台直线感应电机模型车辆上进行了实验.实验结果表明,提出的解耦控制方案对直线感应电机的悬浮牵引联合控制具有良好的效果.     

栅格次级双边直线感应电机特性

分析了长初级双边型直线感应电机(DSLIM)无铁心栅格次级中感应涡流稳态特性,推导出直线感应电机栅格次级电阻、漏感计算公式,提出一种考虑次级端部导条电阻和纵向边端效应的栅格次级DSLIM等效电路,利用场路联合方法简化了栅格次级DSLIM有限元分析模型。计算并测试对比了栅格次级和平板次级在同一初级下的堵转特性,验证了等效电路和场路联合两种计算方法的正确性。结果表明,栅格次级能消除直线感应电机的第二类横向边端效应、规范气隙横向磁场、提高电机力功比。     

次级结构对直线感应电机运行特性的影响

针对直线感应电机次级矩形结构大气隙运行时,其所产生的电磁力小且制动时间较长等缺陷,提出了三角形及梯形两种次级导体结构.在初级电磁结构不变条件下,分别建立了矩形、三角形及梯形等3种次级导体结构的二维有限元模型,获得了上述3种结构的机械特性曲线;通过分析机械特性曲线、单位电流所产生的电磁推力及其所需的制动时间,认为三角形次...     

非磁性次级直线感应电机力特性及涡流损耗分析

针对用于磁悬浮车辆的非磁性次级直线感应电机的力特性和涡流损耗进行研究。该电机初级绕组通入三相对称交流电产生行波磁场,与地面非磁性次级导体中感应的涡流磁场相互作用,可同时产生悬浮力和驱动力。针对非磁性次级直线感应电机力特性及涡流损耗求解问题,以麦克斯韦电磁方程为基础,建立了非磁性次级直线感电机的简化二维电磁模型,对其磁场进行解析分析,得到该类电机的推进力、悬浮力、总机械功率、涡流损耗的解析表达式;研究了涡流损耗与输入电流幅值、频率、转差率之间的关系;找出了合适的工作区间。利用有限元计算软件,计算分析了推进力、悬浮力及涡流损耗特性曲线。实验结果验证了理论计算的正确性。     

城市轨道交通中直线感应电机的非线性设计

本文提出用于城市轨道交通系统的直线感应电机(LIM)的非线性设计方法.该方法采用二维时步有限元法和外部驱动电路联立求解,考虑LIM的磁轭和背铁材料中的磁饱和现象和运动速度对端部效应的影响,直接计算出LIM在起动和正常工况运行时的电流、电压、磁密、推力、效率等参数.与传统的线性设计方法相比,非线性设计得到的电流与推力关系更为准确,为正确选择电机的冷却容量和驱动变频器的伏安容量提供了可靠的依据.计算实例验证了新方法的有效性.     

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。     

短初级单边直线感应电机边端效应分析

短初级直线感应电机因结构简单、可靠性高等优点被广泛应用于轨道交通系统.针对直线感应电机结构特点,分析了电机的边端效应和计算方法.研究了考虑边端效应的等效电路,对比分析了考虑第二类边端效应时,电机在不同速度下的电机推力特性,并通过试验验证了计算的有效性和实用性,为电机设计提供参考.     

直线感应电动机的优化设计研究

介绍直线感应电动机的优化设计。优化的目标是直线电机的力能指标最大。对直线电机的其它性能指标引入约束条件。采用ＨｏｏＫ－Ｊｅｅｖｅｓ法进行优化。约束处理采用外点罚函数法。优化的结果表明,优化后的直线电机的力能指标比优化前有较大提高。     

动磁式直线振动电机的特性研究

文中介绍了动磁式直线振动电机的结构，采用有限元方法建立了2D分析模型，在此基础上，计算了电机的气隙磁场和电磁推力，研究了永磁体尺寸对电机推力、吸引力的影响，并讨论了它在恒振幅工作时的线圈电流，相应的实验结果验证了有限元模型的正确性。分析表明在电机工作时气隙磁场也不断地移动和改变，而且在工作行程内电磁推力基本与线圈电流成正比。分析结果将为该类电机的优化设计提供依据。     

多层理论在圆筒型直线感应电动机计算上的应用

本文从麦克斯韦方程出发，在圆柱坐标系下建立了圆筒型直线电机的多层理论分析模用该模型对一台样机进行实例计算，并与磁阻抗法和实验值进行了比较，计算结果表明该方法的正确性和有效性。     

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。     

计及感应电动机静态特性的PV曲线分析

采用变导纳法将感应电动机的静态等值参数直接运用于电力系统PV曲线的计算。该方法能够准确地描述感应电动机的静态特性,并易于实现。同时分析了感应电动机失稳对PV曲线和静态电压稳定的影响,并提出了一种临界点选择的方法。     

逆变器供电感应电机稳态性能仿真的研究

建立了考虑转子集肤效应和非线性因素的逆变器供电感应机电的数学模型与仿真模型,为提高仿真精确度,对稳态仿真方法进行了研究。对交流传动系统的仿真结果与实验结果进行了比较,效果较为满意。     

磁控形状记忆合金蠕动型直线电机研究

磁控形状记忆合金(MSM)是一种新型具有形状记忆功能的合金材料，不仅变形率大，易于控制，动态响应速度高，而且功率密度大和机电能量转换效率高，特别适合于制造高精度的运动与位置控制执行器。该文首先介绍MSM材料在磁场作用下的变形机理与磁控特性，然后分析利用仿生学蠕动原理将MSM小步距的位移累加形成直线电机所需要的大行程的工作原理，而后论述蠕动型MSM直线电机的设计与控制方法，最后给出样机的试验结果。     

不断电切换变极调速电动机绕组的研究

本文研究了三相变极调速异步电动机不断电切换绕组的设计原理,所研究的绕组均只有六个出线头,控制方法非常简单,提高了变速不断电切换的可靠性,降低了变速切找的成本。     

基于探测线圈的无轴承异步电机气隙磁场测量方法研究

无轴承异步电机悬浮机理决定了转矩绕组和悬浮绕组两种气隙磁场的强耦合关系，而转矩绕组气隙磁场幅值和相位的准确识别又是实现径向悬浮控制的必要条件。文中提出采用探测线圈同时测量两套绕组的气隙磁场幅值和相位，从而避免了因电机参数测量误差或参数变化对悬浮控制性能带来的影响，而且使无轴承异步电机在超高速下运转成为可能。针对探测线圈安装位置的不同，分别详细论述了均匀分布角位置法、典型角位置法和解析法三种气隙磁密测量方法，并作了比较。实验结果验证了所述方法的有效性。     

基于MATLAB/SIMULINK的异步电动机建模与仿真

根据异步电动机本身非线性的动态数学模型,构造出两相静止坐标系α、β下基于MATLAB环境的异步电动机仿真模型。通过对异步电动机动态过程的仿真,验证了模型的正确性。