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。     

圆筒型直线感应电动机的起动推力与电机性能的计算与分析

以一台起动推力为103N的三相圆筒型直线感应电动机为例,采用内外双收敛有限元方法对其起动时刻进行涡流场分析,求出了电机的起动推力和电机内的磁场分布.通过与实验值进行比较,验证了此方法计算该电机起动推力的准确性.利用所得的方法,对采用不同气隙大小和次级电阻率时电机的起动性能进行计算分析,从而得出起动推力随气隙大小和次级电阻率的变化规律.所得到的计算方法与规律对圆筒型直线电机的优化设计与制造能够提供有益的帮助.     

双圆筒复合次级直线感应电机性能计算

简述了复合次级双圆筒直线电机的结构特点和由其结构所决定的优越性,给出了此种电机三层模型与此模型的等效电路,推导出确定等效电路中电气参数的公式,进而给出按等效电路计算电机性能的公式,为求取和分析复合次级双筒型直线电机的特性提供了有效方法.     

不同槽配合格栅型直线感应电机电磁特性研究

为了削弱横向边端效应,增大电磁推力,提出格栅型次级作为直线电机新型的拓扑结构。依据电磁场理论,采用有限元分析方法,建立了两类格栅型次级直线感应电机的有限元模型,在瞬态场下,分析了格栅型次级直线感应电机在不同初次级的槽配合时,两类格栅型次级直线感应电机推力、法向力的变化以及波动,对比分析了格栅型次级板与平板型次级的涡流分布以及横向气隙磁场的分布。考虑法向力的影响,计算了在合适槽配合下格栅型次级直线电机的净推力特性,同时得出了两类次级结构产生电磁推力和法向力随速度的变化曲线。通过以上的有限元分析,为直线感应电机优化设计提供了理论参考。     

非线性瞬态磁场的研究及其在圆筒型直线感应电机瞬态分析中的应用

从麦克斯韦方程出发,推导出了以磁感应强度为未知量的涡流场方程及其有限元方程。给出了通用形式时步离散差分格式。采用电流耦合法,推导出了电压源激励下通用形式的非线性时步有限元方程。对筒式复合次级圆筒型直线感应电机瞬态特性进行了计算分析,对其瞬态气隙磁场进行了研究。计算值与测试值的一致性证明了本文理论的正确性。     

基于APDL的圆筒型直线步进电动机电磁场分析

应用有限元分析软件ANSYS的参数化设计语言对圆筒型直线步进电动机进行仿真,并对电机推力、磁通密度等进行计算和分析,计算结果可以为这种圆筒型直线步进电动机提供参考。     

直线感应电机的特殊次级结构推力特性研究

短初级、长次级的直线感应电机,因其可靠性高、结构简单、控制方便,广泛应用于城市轨道交通系统。针对直线电机磁场复杂、边缘效应明显等缺点,参考旋转感应电机理论,提出适合直线感应电机运行的一种特殊结构的栅格型次级。通过对栅格型次级等效电路的分析,详细推导出电机主要参数的计算公式,并且分别从三维有限元分析模型仿真、样机实验两方面进行了验证。结果表明,栅格型次级能规范感应涡流的路径、消除直线感应电机的第二类横向边缘效应、提高直线电机推力特性。并且验证了采用等效电路法分析直线电机的有效性和实用性,为准确计算特殊次级结构的直线电机提供了理论与实践依据。     

基于二维四区域法的单边复合次级直线感应电机力特性建模研究

针对地铁用单边复合次级直线感应电机力特性解析方法中存在的模型构建困难、分析繁琐、计算量大、工程实用性差等问题,提出一种建模简单且计算量小的单边复合次级直线感应电机简化二维四区域电磁模型。当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,可同时产生推力和法向力。以麦克斯韦电磁方程为基础,对其磁场进行分析,得到该类电机推力、法向力的解析表达式。通过有限元仿真、实验平台测试结果与解析结果进行比较,验证了解析表达式的正确性。实现力特性的快速准确计算,对单边直线感应电机设计有着重要意义。     

非线性瞬态磁场的研究及其在圆筒型直线感应电机瞬态分析中的应用

从麦克斯韦方程出发，推导出了以磁感应强度为未知量的涡流场方程及其有限元方程。给出了通用形式时步离散差分格式。采用电流耦合法，推导出了电压源激励下通用形式的非线性时步有限元方程。对筒式复合次级圆筒型直线感应电机瞬态特性进行了计算分析，对其瞬态气隙磁场进行了研究。计算值与测试值的一致性证明了本文理论的正确性。     

次级断续时直线感应牵引电机的分段式等效电路与特性分析

提出分段式等效电路模型,分析了次级断续时直线感应牵引电机特有的电磁现象及其特性.首先,建立次级断续时直线感应电机的物理模型,根据初级、次级的耦合情况将初级通过断续区域的过程分为九个阶段.其次,提出分段式等效电路模型,分析次级断续时等效电路参数的变化情况.然后,考虑初级铁心有限长、横向和纵向端部效应、趋肤效应和初级半填充槽的影响,根据电磁场分析模型和各阶段求解时的积分区间,求出次级断续时推力、气隙传递的无功功率、次级板涡流损耗、机械效率和等效电路参数.最后,将不同频率和速度下计算的推力、次级断续时推力和效率的动态变化曲线与实验测量结果对比,分析了电机的特性变化情况,验证了等效电路的正确性.     

有限元法在圆筒型直线感应电机瞬态特性分析中的应用

本文推导出了以磁感应强度为求解量的非线性涡流场方程及其有限元方程。采用电流耦合法得到了电压源激励下通用形式的非线性时步有限元方程。在有限元方程的推导中，提出了一种解决非均匀媒质间相对运动的新方法。利用所得方程对一台笼式圆筒型直线感应电机的瞬态特性进行了计算与试验分析。文中还对电机初、次级初始相对位置的变化以及电压初相角的变化对瞬态特性的影响进行了研究分析。     

采用不同次级结构的单边直线感应电机性能分析

为研究直线感应电机特性受次级的影响程度,采用瞬态有限元方法对四种不同次级材料和结构的直线感应电机进行了分析,并对四种直线电机的堵动特性及机械特性进行了对比。分析结果表明,钢铜平板复合结构的直线感应电机在相同电负荷时,具有较大的电磁推力输出和较小的法向力,是应用于直线轨道交通的最佳选择。     

两种动磁式直线振荡电动机功率损耗分析

介绍了两种动磁式直线振荡电动机(单线圈单磁钢直线电动机和双线圈双磁钢直线电动机)的基本结构和工作原理,并对它们的功率损失进行分析,主要包括铜损耗和铁心损耗。为了更全面和准确地评价直线电动机性能,提出了一种直线电动机效率的计算公式和电机铁心损耗的测量方法,并运用此方法对直线电动机的铁心损耗进行了实验测量,之后对测量数据进行分析。     

次级非中心位置工况双边直线电动机有限元分析

在理想工况下双边型直线感应电机运行时,次级处于电机中心位置,由于曲线行程和振动等原因,初级会发生不同程度的横向偏移导致次级偏离中心位置,从而电机力特性发生较大变化。通过建立短初级双边型直线感应电机三维解析模型,给出了直线感应电机的数值计算方法和边界条件,获得初级不同偏移程度下直线电动机推力和法向力的表达式。对该工况下的直线感应电机进行三维有限元仿真,得到不同偏移程度下气隙磁场、推力和法向力的特性,分析了同一偏移下频率对非磁性次级电机的磁场和法向力影响。结果表明,随着初级偏移程度不断增大,气隙磁场的磁感应强度略有下降,而抑制偏移的法向力和推力逐渐增大。     

直线感应电动机的次级及其影响

文章详细阐述了直线感应电动机的不同次级对其性能的影响,给出了不同情况下的电机特性曲线。通过实验,证明了对于不同次级材料,电机推力与输入功率的关系存在着差异,取得了良好的效果。     

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。     

基于绕组函数法的大功率单边直线感应电机牵引特性研究

将麦克斯韦方程和绕组函数法相结合,得到单边直线感应电机(single linear induction motor，SLIM)的初级、次级基波和边端效应波绕组函数。由绕组函数理论计算出电感、运动电势系数，建立电压和磁链方程。由初、次级能量关系得到推力方程并进一步求解相关特性量。对不同工况的暂态和稳态特性进行分析。将大功率电机全过程中相电流、推力、效率的计算值与测量值进行比较。试验结果表明，绕组函数法能较合理地描述SLIM特性，具有一定实用性。     

基于有限元方法的双边直线感应电动机机械特性分析和计算

建立了扁平型双边直线感应电动机的模型,用有限元方法对其磁场进行分析,计算中充分考虑了纵向端部效应的影响,给出了磁场分布状况,并在此基础上,得出直线电机的推力与滑差率的特性曲线,最后将理论计算结果与实验结果进行了比较,验证了计算方法的有效性.