永磁直线电机设计文献综述

 2022-11-01 14:25:21
  1. 文献综述(或调研报告):

1.研究现状

(1)文献[1]通过电枢电流分布函数和永磁体电流密度等效,建立分层解析模型。运用傅氏级数法推导出气隙和磁极区域中磁场的解析公式,分析FW—PMSLM电枢磁场和励磁磁场的分布。针对传统卡氏系数法在计算FW-PMSLM磁场的不足,提出采用分布卡氏系数函数来计及铁心开槽对分数槽电机磁场的影响,将解析分析与有限元分析结果进行比较。验证了文献所提分布卡氏系数函数法解析求解FW-PMSLM磁场的有效性。用该方法分析不同极弧系数、不同初级齿宽以及不同气隙长度时的电机推力以及这些因素对推力解析计算精度的影响,利用不同气隙下的实验结果验证推力解析计算精度,为分数槽永磁直线电机的工程计算和优化设计提供了依据。

(2)文献[2]提出了一种改进的许克变换解析计算方法。首先,采用等效磁化电流法,建立永磁直线电机初级铁芯无槽情况下的气隙磁场模型;其次,根据永磁直线电机的结构尺寸,并考虑初级铁芯矩形开槽的影响,对传统的许克变换方法加以改进;然后,利用改进的许克变换方法,解析计算矩形开槽永磁直线电机的气隙磁场分布。理论分析和真实的数据计算结果表明,与传统的许克变换方法相比,所提出的方法更接近于有限元软件的计算结果。

(3)文献[3]分析了采用Halbach磁体结构的磁体排列方式及磁体的磁化规律并对比分析了不同磁体排列方式的永磁直线同步电机空载运行推力特性。结果表明在定子磁体采用Halbach磁体结构的永磁直线同步电机中,其推力波动随着Halbach磁体结构每级块数的增加而减小,并当每级为6块时波动最小且规律性较强,提高了其气隙磁密的正弦性,增大了气隙磁通。如果保持所加电压或输入电流不变,推力将随着气隙磁密的增大而增大,进而增大电机的功率。因此可以通过减小电枢电流方式,降低绕组电枢损耗,提高永磁直线同步电机的效率,并可以大大降低电机的制作成本。

(4)文献[4]在对直线电机磁阻力分析的基础上,通过改善直线电机的端部效应来削弱磁阻力。提出了两种磁阻力抑制措施。一是通过调整初级长度来削弱端部力,并且推导了初级长度的计算公式。通过计算公式可以初步确定直线电机波动较小时的初级长度数值。另外,结合分磁环理论,提出在初级端部贴铁块来进一步削弱端部力,结果表明利用分磁环后直线电机磁阻力被削弱。

(5)文献[5]结合端面磁通函数和虚位移法推导永磁直线电机端部效应产生的单端推力波动和法向力波动的解析表达式,揭示端部效应引起的推力波动和法向力波动的规律。通过对傅里叶级数的分析,提出反相位补偿原理的凹型端齿结构,消除推力波动和法向力波动的奇次谐波,解决传统的优化动子长度削弱推力波动但带来电机纵向“俯仰运动趋势”的缺点,同时还能消除动子横向“俯仰运动趋势”。

主要参考文献

[1]许孝卓,汪旭东,封海潮,等.分数槽集中绕组永磁同步直线电机磁场解析计算[J].电工技术学报,2015,30(14)

[2]陈中显,余海涛,胡敏强.一种改进的永磁直线电机气隙磁场解析计算方法[J].东南大学学报(自然科学版),2014(6)

[3]崔皆凡,蒋丽丽,王贺敏,等.Halbach磁体结构应用于永磁直线同步电机的研究[J].沈阳工业大学学报,2007,29(4)

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