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Halbach永磁阵列磁场解析求解及推力建模

发布时间:2018-07-17 08:44
【摘要】:对于无铁心动铁式长行程直线电机,其动子Halbach永磁阵列长度小于定子线圈沿运动方向的长度,为线圈切换简单及提高磁场的利用率,使得通电线圈范围大于永磁阵列产生的磁场范围,此时通电线圈数目不发生变化,需利用到永磁阵列的端部磁场。由于端部磁场的畸变产生端部效应,引起的推力波动将影响电机的运动精度。为此,需要建立准确的包含端部效应的Halbach永磁阵列磁场模型。以无铁心动铁式永磁同步直线电机为研究对象,考虑端部效应,采用修正的傅里叶级数形式推导出了伪周期内完整的Halbach永磁阵列磁场解析模型,并利用Maxwell应力张量法建立了电机推力模型。通过磁场有限元仿真、推力测试,对比结果验证了所提方法的准确性和有效性。
[Abstract]:For the iron-free long stroke linear motor, the length of the Halbach permanent magnet array is smaller than that of the stator coil along the direction of motion, so it is simple to switch the coil and to improve the utilization rate of the magnetic field. The current coil range is larger than the magnetic field range generated by the permanent magnet array, and the number of the electrified coils does not change, so it is necessary to use the magnetic field at the end of the permanent magnet array. Because of the end effect caused by the distortion of the end magnetic field, the thrust fluctuation will affect the motion accuracy of the motor. Therefore, an accurate Halbach permanent magnet array magnetic field model including end effects should be established. Taking iron-free permanent magnet synchronous linear motor (PMSM) as the research object and considering the end effect, a complete analytical model of Halbach permanent magnet array magnetic field in pseudo-period is derived by using the modified Fourier series form. The motor thrust model is established by Maxwell stress Zhang Liang method. The accuracy and validity of the proposed method are verified by finite element simulation of magnetic field and thrust test.
【作者单位】: 清华大学机械工程系摩擦学国家重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51175396)
【分类号】:TM359.4

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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本文编号:2129859

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