圆筒型无铁心永磁直线电机空载磁场解析计算_董剑宁

《圆筒型无铁心永磁直线电机空载磁场解析计算_董剑宁》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、第43卷第3期东南大学学报(自然科学版)Vol．43No．32013年5月JOURNALOFSOUTHEASTUNIVERSITY(NaturalScienceEdition)May2013doi:10．3969/j．issn．1001－0505．2013．03．013圆筒型无铁心永磁直线电机空载磁场解析计算董剑宁陈艳龙黄允凯金龙(东南大学电气工程学院，南京210096)摘要:针对轴向充磁圆筒型无铁心永磁直线电机，提出一种在圆柱坐标系下基于磁荷法的空载磁场解析计算方法．利用该解析法对无铁心直线电机的空载磁场分布进行分析，得出空载磁场的轴向和径向磁场分布表达式，并结合电机结构参数，推导出电

2、机的反电势和推力．之后分别采用该解析法和有限元法计算了某型号圆筒型无铁心永磁直线电机的空载磁场、反电势和推力．最后使用有限元法分析了负载电流对电机磁场的影响．结果表明，所提出的解析计算方法的结果与有限元结果非常接近，验证了该解析法的正确性;负载电流对永磁体表面处的电机磁场分布几乎无影响，体现了该种电机结构的优点．关键词:永磁直线电机;磁荷法;圆筒型;无铁心中图分类号:TM302文献标志码:A文章编号:1001－0505(2013)03-0515-05Analyticalcalculationofno-loadmagneticfieldoftubularironlesspermanentm

3、agnetlinearmotorDongJianningChenYanlongHuangYunkaiJinLong(SchoolofElectricalEngineering，SoutheastUniversity，Nanjing210096，China)Abstract:Ananalyticalmethodispresentedtopredictthemagneticfieldoftheaxialmagnetizedtu-bularironlesspermanentmagnetlinearmotor(TIPMLM)basedonthemagneticchargemethodinthec

4、ylindricalcoordinatesystem．Theno-loadmagneticfielddistributionisanalyzed，theexpres-sionsoftheaxialandradialcomponentsofwhicharederived．Bycombiningthemotorparameters，thebackelectromotiveforce(EMF)andthrustforcearederived．Thentheno-loadfielddistribu-tion，backEMFandthrustforceofaTIPMLMarecalculatedb

5、yusingtheproposedmethodandthefiniteelementmethod(FEM)，separately．Finally，theeffectofloadcurrentonthemagneticfieldofthemotorisanalyzedbyFEM．ItisshownthattheresultsoftheproposedanalyticalmethodandFEMareveryclosetoeachother，whichverifiestheproposedanalyticalmethod．Theeffectofloadcurrentonthemagnetic

6、fielddistributiononthesurfaceofthepermanentmagnetsisnegligible，whichisoneofthemeritsoftheinvestigatedmotorstructure．Keywords:permanentmagnetlinearmotor;magneticchargemethod;tubular;ironless直线电机无需借助机械齿轮、滚珠丝杠等转换的圆筒形永磁直线电机成为此类应用的首选．这种装置即可实现直线运动，具有结构简单、动态性能电机定子永磁体分为表贴式和内嵌式2种:前者沿好等优点，近年来在交通运输、伺服控制、建筑工

7、径向充磁，贴装在磁轭的表面;后者沿轴向充磁，嵌［1-2］程、医疗器械等领域获得越来越广泛的应用．在铁心之间．为进一步降低动子惯量以提高电［3］高精度伺服应用要求永磁直线电机具有尽可机加速能力，可采用无铁心动子结构．此时，为能低的定位力矩和单边力矩．因此，采用无槽动子增强主磁场，定子一般采用Halbach阵列结构或内收稿日期:2012-11-29．作者简介:董剑宁(1990—)，男，博士生;黄允凯(联系人)，男，博士，副教授，huan