分段式永磁直线同步电机磁阻力分析与优化设计

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1、第2期组合机床与自动化加工技术NO．22015年2月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueFeb．2O15文章编号：1001—2265(2015)02-0071-03DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．02．020分段式永磁直线同步电机磁阻力分析及优化设计杨俊友，王欢，白殿春，朴海顺(沈阳工业大学电气工程学院，沈阳110870)摘要：磁阻力是引起永磁直线同步电机(PMLSM)推力波动的主要原因，降低了电机的推力特性。文章分析了12槽11极PMLSM磁阻力形成机

2、理及周期性分布规律，并采用有限元法论证了一种能消除推力波动的分段式初级铁芯的方法。分析结果表明，具有三个铁芯模块组合初级的直线电机能有效减小磁阻力。最后对分段式PMLSM磁阻力进行综合分析，为PMLSM本体设计和伺服系统设计提供参考。关键词：永磁直线同步电机；磁阻力；有限元；分段式初级铁芯中图分类号：TH166；TG659文献标识码：ADetentForceAnalysisandOptimizationDesignofPermanentMagnetLinearSynchronousMotorYANGJun—you，WANCHuan，BAIDian—

3、chun，PIAOHai—shun(SchoolofElectricalEngineering，ShenyangUniversityofTechnology，Shenyang110870，China)Abstract：Thedetentforceiscomposedofcoggingforceandendeffectforceinpermanentmagnetlinearsynchronousmotor(PMLSM)．ThedetentforceisamajorfactorofthrustrippleofPMLSM，whichdeteri—orat

4、esthemotioncontrolcharacteristics．Thispaperanalyzedtheformingprincipleandperiodicdistributionof12一slot11一polePMLSM’scoggingforceanddemonstratesakindofsegmentedcoreprimarymethodwhichcalleliminatestaticthrustfluctuationwithfiniteelementmethod(FEM)．Analysisresultsshowthatlinearmo

5、torwiththreecoremodulecombinationprimarycatleffectivelyreducedetentforce．ComprehensiveanalysisofthesegmentedcoreprimarymethodwasadoptedtoprovidereferencesfordesignofPMLSMser-VOsystem．Keywords：permanentmagnetlinearsynchronousmotor(PMLSM)；finiteelementmethod(FEN)；detentforce；seg

6、mentedcoreprimary少了端部效应力，但忽略了齿槽效应的影响。文献O引言[4]利用辅助齿有效降低了磁阻力波动，但是辅助齿永磁直线同步电机(PMLSM)作为现代高速精密增加了加工的难度。文献[5]对齿槽效应和端部效应直线进给伺服系统驱动装置的最佳选择，具有推力密进行了定性分析，并且提出了减小定位力的措施，但是度大、电气时间常数小、损耗低、响应速度快等特点，广缺乏具体的建模和数值分析。文献[6]对PMLSM空泛应用于精密机床中，具有很高的加速度、超高的刚载时的齿槽效应力和端部效应力进行了研究，提出了度、高定位精度及平滑的无差运动⋯。永磁直线

7、同步单独分析计算左端和右端效应力，最终合成优化的设电机在静态情况下，由于动子铁芯两端开断，存在着明计方法，并采用傅里叶级数非线性回归分析法进行短显的端部效应力；由于电机铁芯开槽，产生了齿槽效应初级优化设计，但在优化时未计及齿槽效应所引起的力。端部效应力和齿槽效应力合称为磁阻力，是推力波动。文献[7]在PMLSM的次级轭铁的横向方PMLSM推力波动的主要原因，是伺服控制系统扰动的向，安装两排永磁体，并将两排永磁体沿着运动方向错主要来源。因此降低磁阻力能有效改善PMLSM伺服开一定距离以减小推力波动，采有限元法进行了分析性能。和验证，但并没有涉及到一排

8、永磁体，初级分段的设计文献[3]通过优化动子铁芯长度和端部开倒角减方式。文献[8]提出采用单元电机段间移相的措施进收稿日期