新型开关磁链永磁直线电机研究

发布时间：2018-04-02 09:11

  本文选题：永磁直线电机　切入点：开关磁链　出处：《浙江大学》2014年博士论文

【摘要】：开关磁链永磁直线电机(FSPMLM)是一种初级永磁型电机,是一种适用于长行程的低成本结构。本文先介绍了开关磁链永磁电机(FSPMM)的国内外研究现状、优缺点以及永磁体用量少的结构,重点分析了FSPMLM的结构特点及研究状况,在此基础上,进行了以下工作,具有创新性。(1)分析了定子／转子极数配合对FSPM电机性能的影响和选择原则,以及绕组系数的计算方法和特点,特别解释说明了短距系数的计算方法及特殊性,之后分析了相绕组连接方式。(2)设计了1kN推力的FSPMLM应用于冲压设备,确定了结构类型及关键参数,着重探讨了永磁体尺寸选择规律、槽形选择、次级齿高选择、轭部高度选择等其他文献尚未深入剖析或者展开的问题。(3)提出了一种多齿结构FSPMLM,以公式定性分析,FEM定量计算,分析了端部结构和参数对性能的影响。分析了电枢高度和永磁体高度对推力性能的影响,提出了电枢和永磁体非等高度的方案,并对结构参数进行了优化分析,之后分析了气隙对结构参数的影响。设计了样机,给出了样机参数,基于研制的样机和实验平台进行了测量,实验数据验证了计算结果,表明了分析和计算具有指导意义。(4)分析推导了永磁直线电机(PMLM)斜极(斜齿)的作用,指出了PMLM斜极角选择原则和依据,提出了计算永磁体斜极角度的二维有限元方法,适用于非对称运动模型,可快速有效选择直线电机斜极角度。分析了斜极方法在多齿FSPMLM上的应用,结果表明因为推力波动谐波次数较低,直接应用斜极来减小推力波动不够经济。
[Abstract]:The switched flux permanent magnet linear motor (FSPMLM) is a kind of primary permanent magnet motor, which is a low cost structure suitable for long stroke. This paper first introduces the domestic and international research status, advantages and disadvantages of the switched flux permanent magnet motor (FSPMMM), and the structure of the permanent magnet with less amount of permanent magnet. The structural characteristics and research status of FSPMLM are emphatically analyzed. On the basis of this, the following work is done, which is innovative. The influence of stator / rotor pole number matching on the performance of FSPM motor and the selection principle are analyzed. And the calculation method and characteristics of winding coefficient, especially explain the calculation method and particularity of the short-distance coefficient, then analyze the phase winding connection mode. (2) designed the 1kN thrust FSPMLM applied to the punching equipment. The structure type and key parameters are determined, and the selection of permanent magnet size, groove shape and secondary tooth height are emphatically discussed. This paper presents a multi-tooth structure FSPMLM, which has not been thoroughly analyzed or expanded in other literatures, such as the selection of yoke height, and uses the formula qualitative analysis to calculate quantitatively the finite element method (FEM). The influence of the end structure and the parameters on the performance is analyzed. The influence of armature height and permanent magnet height on the thrust performance is analyzed, and the scheme of armature and permanent magnet non-equal height is put forward, and the structural parameters are optimized and analyzed. Then the influence of air gap on the structure parameters is analyzed. The prototype is designed and the parameters of the prototype are given. The experimental data verify the calculation results based on the developed prototype and the experimental platform. It is indicated that the analysis and calculation are of guiding significance. The function of the oblique pole of the permanent magnet linear motor (PMLM) is deduced, the principle and basis of the selection of the PMLM oblique pole angle are pointed out, and the two-dimensional finite element method for calculating the oblique pole angle of the permanent magnet is put forward. The skew angle of linear motor can be quickly and effectively selected for asymmetric motion model. The application of skew pole method in multi-tooth FSPMLM is analyzed. The results show that the harmonic frequency of thrust fluctuation is low. It is not economical to apply oblique poles directly to reduce thrust fluctuation.
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM359.4

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本文编号：1699709