无铁芯永磁同步直线电机的研究

发布时间：2017-08-21 12:45

  本文关键词：无铁芯永磁同步直线电机的研究

  更多相关文章： 无铁芯 永磁直线电机 等效磁势法 等效磁化电流法 解析法 有限元法 横向边端效应 推力密度

【摘要】：本文以无铁芯永磁同步直线电机为研究对象,在进行了大量的相关文献检索和阅读的基础上,完成的工作主要包括以下几部分：首先对直线电机的基本结构和工作原理做了一定的介绍,简要分析了国内外无铁芯永磁同步直线电机的发展。接着介绍了一些电磁场的基本知识及无铁芯永磁同步直线电机的结构。分别介绍了“等效磁势法”和“等效磁化电流法”,并采用两种方法对电机内磁场进行解析分析,将结果与有限元分析结果进行比较,证明“等效磁化电流法”求解结果较为准确。推导出电机气隙磁密的解析表达式,详细分析了电机主要尺寸对气隙磁密的影响。然后介绍了无铁芯绕组的结构和特点,根据所得气隙磁密表达式和绕组结构进一步推导出电机反电势和推力的解析式。并研究了不同绕组结构时的电机推力密度以及铜耗与电机推力之间的关系。分析了横向边端效应对电机性能的影响以及电机主要尺寸对横向边端效应的影响。最后,由前文内容提出了电机主要尺寸和性能参数的一些经验公式,根据电机设计性能要求初步确定电机尺寸,采用有限元方法对所设计样机进行分析优化,并与解析法算的结果进行比较,确定样机最终加工尺寸。设计制造无铁芯永磁同步直线电机的工作平台,对电机性能进行检测。
【关键词】：无铁芯 永磁直线电机 等效磁势法 等效磁化电流法 解析法 有限元法 横向边端效应 推力密度
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM359.4
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 研究背景及研究意义8-9
• 1.2. 直线电机概述9-12
• 1.2.1 直线电机的基本结构9-10
• 1.2.2 直线电机的工作原理10-11
• 1.2.3 直线电机的端部效应11
• 1.2.4 直线电机推力波动因素11-12
• 1.3 无铁芯永磁同步直线电机国内外研究现状12
• 1.4 本文主要内容和结构12-16
• 1.4.1 研究内容12-13
• 1.4.2 论文结构13-16
• 第2章 无铁芯永磁同步直线电机磁场分析16-38
• 2.1 引言16
• 2.2 电磁场基本知识16-19
• 2.2.1 恒定磁场基本方程16-17
• 2.2.2 标量磁位和矢量磁位17-18
• 2.2.3 恒定磁场的边界问题18-19
• 2.3 分离变量法19-20
• 2.4 无铁芯永磁同步直线电机结构与特点20-21
• 2.5 无铁芯永磁同步直线电机气隙磁场解析分析21-28
• 2.5.1 等效磁势法22-24
• 2.5.2 等效磁化电流法24-28
• 2.6 有限元分析验证28-32
• 2.6.1 无铁芯永磁同步直线电机定子结构模型28-29
• 2.6.2 气隙磁密验证结果29-32
• 2.7 气隙磁密分析32-36
• 2.7.1 永磁体宽度对气隙磁密影响32-34
• 2.7.2 永磁体高度对气隙磁密的影响34-35
• 2.7.3 实际气隙对气隙磁密影响35-36
• 2.8 本章小结36-38
• 第3章 无铁芯永磁同步直线电机推力分析38-56
• 3.1 引言38
• 3.2 电机绕组结构38-40
• 3.2.1 非叠放式绕组结构38-40
• 3.2.2 叠放式绕组结构40
• 3.3 电机推力解析40-44
• 3.3.1 推力公式40-41
• 3.3.2 电机推力解析41-44
• 3.4 推力密度解析44-45
• 3.5 电机推力与铜耗关系45-47
• 3.6 横向边端效应对推力影响47-55
• 3.6.1 横向边端效应的定量分析48-51
• 3.6.2 电机尺寸对横向边端效应的影响51-55
• 3.7 本章小结55-56
• 第4章 无铁芯永磁同步直线电机设计与仿真分析56-66
• 4.1 引言56
• 4.2 有限元方法简介56-57
• 4.2.1 有限元法原理56
• 4.2.2 有限元仿真软件Ansot-Maxwell简介56-57
• 4.3 无铁芯永磁同步直线电机的设计方案57-59
• 4.4 无铁芯永磁同步直线电机的有限元仿真59-65
• 4.4.1 参数仿真及优化59-61
• 4.4.2 非叠放绕组有限元仿真分析61-63
• 4.4.3 叠放绕组有限元仿真分析63-65
• 4.5 本章小结65-66
• 第5章 无铁芯永磁同步直线电机实验66-72
• 5.1 引言66
• 5.2 无铁芯永磁同步直线电机样机66-67
• 5.3 样机实验与分析67-71
• 5.3.1 横向边端效应测量67
• 5.3.2 电阻与电感的测量67-68
• 5.3.3 空载反电动势测量68-69
• 5.3.4 力的测量69-71
• 5.4 本章小结71-72
• 第6章 总结和展望72-74
• 6.1 全文总结72
• 6.2 课题展望72-74
• 致谢74-76
• 参考文献76-79
• 攻读硕士学位期间论文发表情况79

【参考文献】

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本文编号：712982