平板式永磁直线电动机二维空载气隙磁密解析分析及仿真

准确计算永磁磁极产生的气隙磁场分布情况对永磁电机初期设计计算及后期优化设计非常重要。在不考虑边端效应及忽略铁心饱和的前提下,推导了基于等效面电流模型的平板式永磁直线电动机空载气隙磁场的解析表达式,并得到了该种电机气隙磁场的分布情况。计算结果与二维有限元仿真进行对比,结果表明用该方法计算结果的波形及幅值与有限元的计算结果能够很好吻合,证明了该方法是正

触持电棚 20第期 0年 7 1.一一……一一一……一… .一 .…一一一………一一 .…一一 c,

设计分新! 垂 , 2一 一一

平板式永磁直线电动机二维空载气隙磁密解析分析及仿真薛志强， 李槐树让余奇，( .军工程大学，北武汉 40 3;.放军炮兵学院，徽合肥 20 3 ) 1海湖 3 0 32解安 3 0 1

摘

要：确计算永磁磁极产生的气隙磁场分布情况对永磁电机初期设计计算及后期优化设计非常重要。在准

不考虑边端效应及忽略铁心饱和的前提下，推导了基于等效面电流模型的平板式永磁直线电动机空载气隙磁场的解析表达式，并得到了该种电机气隙磁场的分布情况。计算结果与二维有限元仿真进行对比，结果表明用该方法计算结果的波形及幅值与有限元的计算结果能够很好吻合，明了该方法是正确的、靠的，采用平板式永磁直证可为线电动机优化设计和性能分析提供了基本分析手段。 关键词：磁电机；析法；线电动机；隙磁场；限元法；效面电流法永解直气有等中图分类号： M3 94 T 5 .文献标识码： A文章编号：04 7 1 (0 0 0 - 0 1 0 10 - 0 8 2 1 )7 0 3— 4

A n l tc lAna y i a y ia l ssand S m u ato i l i n of2一D o—Lo i N ad A r—G a e d i a n a p Fil n a Fl tLi e r PM o or M t 叩 —qa g, I Hu i s u ,G in r L a— h . v一q i

( . aa U iesyo n ier g Wu a 3 0 3 C ia 1 N vl nvri f gnei, hn4 0 3, hn; t E n 2 A tlr A a e f . ., e i 3 0 1 C ia) . rl y cdmyo L A. H f 0 3, hn ie P e2A bsr c t a t:Ac ur tl l u ai h itiuto far a g tcfe d e g n rd b e m a n a n ti mp r c aey cac ltngt e d srb i n o i—g p ma nei l n e dee y p r ne tm g e si o— i t n o t n lss a d d sg pt

miain o e ma nt a tt he a a y i n e i n o i z t fp r ne—ma n tma h n s W ih u o i rn h n fe t n r n— o g e c i e . t o tc nsde ig te e d efc s a d ta s

v re e g f c sa d n g e t g t e s t r t n o e c r a a yia x r s in o w i n in n - o d a r g p f l n e s d e ef t n e l ci h a u ai ft oe, n l t le p e so ft o d me s o l a i- a e d i e n o h c o ia fa i e rpem a e t tln a r n n -mag tm oo sdei e s d o quv l n u fc u r n de.F g r so wo d me so i- l ne t rwa rv d ba e n e ia e ts ra e c re tmo 1 i u e ft i n in a r g p fed iti u in we e c n e u nt rv d. mp r d wih he r s t e ie r a l dsrb to r o s q e l de ie Co a e t t e ul i y d rv d fom te t d me so n t ee n h wo i n in f ie lme t i

meh d,t e p o o e t o sc n r d T e p e e td wo k ma u cin a a i o o p i zn e in a d p r to h rp s d me h d wa o f me . h r s n e r yf n t s ab sc t l r tmiig d sg n e— i o o f ofr a c n lss o a i e rp r a n -m a ne o m n e a a y i ff tln a e m ne t l g tmotr . o s K e r y wo ds: r a e tma n tm a hi a a yia n l ss;i e rmo o a r a a nei ed;i t lm e t pem n n g e c ne; n ltc la a y i ln a tr; i—g p m g tc f l fnie e e ntmeh— i

o d;e u v ln U fc u e tmeh d q ia e tS r e c r n to a

0引言对于集永磁电机和直线电动机优异性

能为一体的永磁直线电动机而言，磁磁极产生的气隙磁场永分布是其设计计算的基本问题。只有在知道电机气隙磁场分布的情况下，能求出电机所受的电磁力才和反电动势波形，而为进一步计算电机的转矩/从力与速度的关系以及转矩脉动/力波动等问题。许推

1载流线圈在气隙中产生的磁场图 1是一种双定子平行且关于动子对称放置的亚

平板式直线电动机的拓扑结构，结构可以克服动该子和定子铁心之间的吸引力对动子的影响。导向直线轴承定子铁轭永磁体线圈

板式永磁直线电动

多文献已经证明，用非线性有限元法计算电机气采

图1平式磁线电机的本二模型板永直动基维法和等效面电流法对永磁体进行等效，两种方法这

i;

隙磁密分布是个有效的方法，但其工作量大，计算时间长，不可能在优化设计中使用，也传统的磁路法估算误差较大。本文介绍一种在某些工程上常作的假设条件下，用等效面电流法，利以平板形动铁式直线电动机为例，接计算其空载气隙磁密波形。该方直法计算精度高，算量一般，容易在计算机上实计且现。最后将该方法的计算结果与有限元方法相比较，明了该方法的正确性¨ 证。。

在进行永磁电机磁场分析时，通常用磁化矢量： 罢

的出发点不同，但得到的结果是相同的一 。本文采 i 堕用等效面电流法对平板形动铁式直线电动机进行磁密

场分析，从而将求解永磁电机的磁场分布转化为求；薪解载流线圈在气隙中的磁场分布。为便于在直角坐标下分析，文作如下假设：本 ( )定子表面光滑， 1无齿槽，槽效应用卡氏系齿数考虑。

;;真

收稿日期：0 9 0— 7 20— 7 1

(定铁的导无大铁材不和 2子心磁率限，磁料饱。■ )

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/vvdm.html