一种永磁直线同步电机的有限元仿真与分析

《一种永磁直线同步电机的有限元仿真与分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、一种永磁直线同步电机的有限元仿真与分析一种永磁直线同步电机的有限元仿真与分析木FiniteElementSimulationandAnalysisofPermanentMagnetLinearSynchronousMotor周建华吕枭唐敦兵臧铁钢祁海群(南京航空航天大学机电学院，南京210016)摘要：在传统永磁直线同步电机的基础上，设计了新型永磁直线同步电机的结构，并根据电磁场的基本理论，利用Ansofi有限元分析软件进行建模，分析了电机静态时磁场和磁通密度的分布以及电机启动和稳定运行时的动态特

2、性。研究结果为以后进一步研究此类直线电机提供了一条有效的解决问题的途径。关键词：永磁直线同步电机有限元静态瞬态DOI：10．3969／J．issn．1007—080x．2011．11．009Abstract：Anewdesignproposalofpermanentmagnetlinearsynchronousmotorwaspresentedbasedonthetraditionalpermanentmagnetlinearsynchronousmotorandthenewstructurewa

3、sintroduced．Themodelwas2Dbuiltthroughfiniteelementsoftware——Ansoft．Thedistributionofstaticmagneticfield．thefluxdensityandthedynamiccharacteristicsintheprocessofmotorstart—upandstableoperationwasanalyzed．Theconclusionprovidesaneffectiveapproachforthefu

4、rtherresearchonmagneticforce—drivenconveyorline．Keywords：permanentmagnetlinearsynchronousmotorfiniteelementanalysissteadystatetransientstate0引言影响电机运行中的散热，这对电机的稳定运行有一定永磁直线同步电机(permanentmagnetlinear的不利因素。由于动子结构本身的原因，会造成动子synchronousmotor，PMLSM)兼有永磁和直线电机

5、的双两端空出几个半槽从而造成三相绕组参数的不完全重特点，具有高精度、大行程、高速度、小电气时间常数对称。本文在传统直线电机的基础上，分析了一种等优点，在机械加工、地面高速运输线、往复伺服系统、新型绕组的永磁直线同步电动机，其响应快、体积小、垂直提升系统等场合正越来越受到重视，是构成直接结构简单并且能有效降低成本。由于传统解析研究驱动直线伺服系统的首选电机类型，具有广阔的应用理论具有一定局限性，本文采用有限元数值计算法，前景。即有限元软件AnsoftMaxwell12对电机进行了建模传统PMLSM动

6、子绕组的槽满率一般都比较大，分析。{基金项目：新世纪优秀人才支持计划(NCET一08)高等学校博士学科点专项科研基金(编号20093218110020)；南京航空航天大学大学生创新基金(编号2011180)。作者简介：周建华1988年生，本科生。研究方向为机械工程及自动化。吕枭1988年生，硕士研究生。研究方向为磁力驱动机械的设计与仿真。唐敦兵1972年生，教授。研究方向为机械创新设计。臧铁钢1969年生，副教授。研究方向为机电一体化。祁海群1988年生，硕士研究生。研究方向为磁力驱动机械的设计与

7、仿真。柏机电一体化12011．1’Research．Developmeat豳豳嘲1静态特性的有限元分析PMLSM的输出力计算采用虚位移法，即先选定动子一1．1有限元法简介个很小的位移，然后计算出这两个位移之间储能或伴电磁场分析问题实际是求解给定边界条件下的麦随能之差，此差值和位移量的比值即电机的输出力。克斯韦(Maxwel1)方程组问题。分析具有永磁体和电F：lim—_rv：=—U．·1qv(6)枢绕组的PMLSM电磁系统，采用矢量磁位A表征磁场z一0Axd强度较为方便。为简化分析，假设电机内磁场

8、及矢量式中，为伴随储能。磁位A及沿z轴方向均匀分布，硅钢片材料各向同性，电磁场有限元法可在PMLSM复杂的几何模型基其磁化曲线是单值。根据假设，可将电机的磁场分析础上，考虑到磁路材料的非线性特性和边界条件进行简化为二维平面场分析问题。处理二维静态电磁场问数值计算，求出求解域的磁矢势分布，通过后处理程题有限元分析的特性方程为序，可计算出直线电机电磁场分布、电机推力和法向力10A~x('特性等，且具有相当高的精度H。⋯／+茜(uOy)--(¨Jm)。(1)1．2有限元分析式中，A：为A