双边空心式永磁直线伺服电机的空载磁场分析

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1、第14卷第1期电机与控制学报Vo1．14No．12010年1月ELECTRICMACHINESANDCONTR0LJan．2010双边空心式永磁直线伺服电机的空载磁场分析刘晓，张玉秋，叶云岳，卢琴芬(浙江大学电气工程学院，浙江杭州310027)摘要：针对双边空心式永磁直线伺服电机推力波动受到气隙磁场影响的问题。研究该电机空载气隙磁场的分析求解方法。采用等效磁化强度法对双边空心式永磁直线伺服电机的气隙磁场进行求解，推导出气隙和磁极区域中磁场的解析公式。将解析分析与有限元分析结果进行比较，验证解析法的计算结果的准确性。根据气隙磁密的解析公式，分析了3个主要尺寸——永磁

2、体宽度m、永磁体高度h和气隙高度6对空载气隙磁场的影响。分析表明，永磁体高度h和气隙高度6主要影响电机气隙磁场大小，对磁场谐波含量影响较小，而永磁体宽度对磁场的大J、和谐波含量的影响都很显著。通过对永磁体宽度．『的优化设计，可以有效改善电机气隙磁场分布的正弦性，从而减小电机的推力波动。关键词：磁场；永磁；直线电机；伺服电机；空心中图分类号：TM351；TM359．4；TM383．4文献标志码：A文章编号：1007—449X(2010)01—0056—05No-loadmagneticfieldanalysisofthedoublesideair-coredperm

3、anentmagnetlinearservomotorLIUXiao，ZHANGYu—qiu，YEYun—yue，LuQin—fen(CollegeofElectricalEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China)Abstract：Forthethrustfluctuationofthedoublesideair—coredpermanentmagnetlinearservomotor(PMLSM)beinginfluencedbytheair—gapmagneticfield，theanalysisa

4、ndsolvingmethodofthe130-loadair—gapmagneticfieldwasstudied．Ananalyticalmethod，equivalentmagnetizationintensity(EMI)method，wasappliedtosolvethemagneticfieldofthePMLSM．Theanalyticalequationsofthemagneticfluxdensityintheair—gapandPMregionswerederived．Theanalyticalsolutionswereprovedaccur

5、atebycomparingtheanalyticalsolutionswiththefiniteelementanalysis(FEA)solutions．Basedontheanalyti-calequationsofthemagneticfluxdensity，theinfluencesofthreemajordimensions，themagnetwidth丁，magnetthicknesshandtheair-gapthickness，onthemagneticfieldwasanalyzed．Itisshownthat，hand6mainlyinflu

6、encethemagnitudeofthemagneticfield，whileinfluencesboththemagni—tudeofthefieldandtheharmoniccontentofthemagneticfiledremarkably．Thedistributionconditionofthemagneticfieldintheair—gapcouldbeimprovedeffectivelybyoptimaldesignofthe丁；furthermorethethrustfluctuationiSreduced．Keywords：magnet

7、icfield；permanentmagnet；linearmotors；servomotors；air—cored；收稿日期：2009—05—04基金项目：国家自然科学基金(50905160)作者简介：刘晓(1981一)，男，博士，讲师，研究方向为直线伺服电机设计与控制：张玉秋(1986一)，女，硕士研究生，研究方向为直线伺服电机优化设计；叶云岳(1951-)，男，博士，教授，博士生导师，研究方向为直线电机及其控制卢琴芬(1972一)，女，博士，副教授，研究方向为直线电机优化设计及其控制。第1期刘晓等：双边空心式永磁直线伺服电机的空载磁场分析57轨和安装的要求。

8、电机动子部