直线开关磁阻电机的设计及其优化方法研究

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1、SouthChinaUniversityofTechnology硕士学位论文直线开关磁阻电机的设计及其优化方法研究—作者姓名'王文宣学科专业电机与电器指导教师赵世伟副教授所在学院电力学院论文提交日期2015年6月DesignandoptimizationmethodresearchofaLinearSwitchedReluctanceMotorADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WangWenxuanSupervisor：Prof.ZhaoShiweiSouthChinaUniversi

2、tyofTechnologyGuangzhou,China分类号：TM359.4学校代号：10561学号：201220110467华南理工大学硕士学位论文直线开关磁阻电机的设计及其优化方法研究作者姓名：王文宣指导教师姓名、职称：赵世伟副教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：电机与电器研究方向：电气自动化测试系统及其网络化论文提交日期：2015年4月20日论文答辩日期：2015年6月5日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：谢运祥委员：杨向宇程小华尹华杰赵世伟华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导

3、师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：m年〈月/<7日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，艮p:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可

4、以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：口保密，在_____年解密后适用本授权书。□不保密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版)电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“V”）作者签名：日期：指导教师签名：曰期：2^〇iX.Lf〇作者联系电话：电子邮箱：联系地址(含邮编)：摘要直线运动方式的驱动装置广泛应用于现代工业、交通、军事以及民用等领域，传统的直

5、线运动装置由旋转式电机产生旋转运动，再由机械传动装置转换为直线运动。其结构复杂，体积较大且可靠性差。直线开关磁阻电机具有结构简单、随动性能好、坚固耐用、易于维护、成本低的特点，这些性能使得其在高精度直线往复运动中具有高度的优越性。本文首先介绍了直线开关磁阻电机研究的背景及意义，并对直线开关磁阻电机的工作原理、机电能量转换关系及其它一些基本特性进行了简要分析。接着对电机在动子齿与定子齿对齐及不对齐位置的磁路进行了分析，并建立了电机在该两处位置计及漏磁的磁路模型，详细计算了电机的气隙磁导及漏磁导，结合计算机软件得到了两处位置的磁化曲线，通过与有限元软件仿真的

6、结果表明，该磁路模型具有较高的准确度，同时本文提出了一个基于磁链方法的直线开关磁阻电机的设计程序，该设计程序结合本文提出的磁路法能较快设计出电机的粗定尺寸。本文将田口法引入直线开关磁阻电机的优化设计之中，选定出力重量比及轭部磁密为优化目标，根据选定的优化因子设计了正交试验，通过对试验结果的综合分析，得出了最后的优化方案，有限元仿真的结果证实了该优化方法的可行性。论文最后依据优化方案制作了样机，并设计实验测定了电机的静态出力，实验结果与有限元结果能相互印证，表明了实验结果的可靠性及有限元软件仿真的正确性。关键词：直线开关磁阻电机；有限元法；磁路法；田口法；

7、优化方法IAbstractThedrivedevicesoflinearmotionarewidelyusedinmodernindustrial,transportation,militaryandcivilianfields.Conventionallinearmotiondevicesaregeneratedbyrotarymotor,andthenconverttolinearmotionbymechanicaltransmissionmeans,itiscomplexandunreliable.LinearSwitchedReluctanceM

8、otor(LSRM)hassimpleanddirect-drivestruct