永磁同步驱动轴向柱塞液压电机泵电磁场研究

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1、2011年2月机床与液压Feb．20l1第39卷第3期MACHINET00L&HYDRAULICSVo1．39No．3DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．201l_03．002永磁同步驱动轴向柱塞液压电机泵电磁场研究高殿荣，张大杰，温茂森，刘金慧(燕山大学机械工程学院，河北秦皇岛066004)摘要：提出轴向柱塞泵和永磁同步电机一体化的动力单元，介绍永磁同步轴向柱塞液压电机泵的结构和工作原理。利用ANSYS／Emag模块对带有不同冷却流道的电机泵模型对应的空载和负载电磁场进行数值计算并对结果进行处理，得到不同电机泵模型的电磁场分布及油隙磁感应强度，并

2、进行对比分析；将ANSYS中的负载油隙磁感应强度数据导入MATLAB进行傅里叶分析，得到基波和高次谐波的分布情况。研究结果表明：带有l2个条形冷却流道的电机泵铁心不易饱和，谐波影响最小。研究结果为永磁同步驱动轴向柱塞液压电机泵的设计与优化提供理论依据。关键词：电机泵；ANSYS／Emag；电磁场；冷却流道；MATLAB中图分类号：TH322文献标识码：A文章编号：1001—3881(2011)3—005—5StudyonElectro-MagneticFieldofPermanentMagnetSynchronousDrivingAxialPistonHydraulic

3、MotorPumpGA0Dianrong，ZHANGDajie，WENMaosen，LIUJinhui(SchoolofMechanicalEngineering，YanshanUniversity，QinhuangdaoHebei066004，China)Abstract：Powerunitwhichintegratedtheprincipleofaxialpistonpumpwithpermanentmagneticsynchronousmotorwascon—ceived．Itsstructureandworkingprinciplewereintroduced．

4、ANSYS／Emagmodulewasappliedtosimulatetheelectricmagneticfieldofthemotorpumpwithdifferenttypesofcoolingchannelundertheconditionofloadandunload．Thesimulationresultswereprocessedtogettheelectricmagneticfielddistributionandmagneticinductionintensitywithinoilgapfordifferentmotorpumpmodels．Byin

5、puttingthedataofmagneticinductionintensitywithinoilgapintosoftwareMATLABandanalyzingwithFourier，thedistributionsofharmonicandfundamentalwereobtained．Theresearchshowsthatthecoreofmotorpumpwith12rectanglesectionchannelwithcircleendisnoteasysaturation．Theinvestigationprovidesbasisfordesigni

6、ngandoptimizingthehydraulicmotorpump．Keywords：Permanentmagneticmotorpump；ANSYS／Emag；Electricmagneticfield；Coolingchannel；MATLAB近几十年来，随着铝镍钴永磁、铁氧体永磁，特说，由于没有现成的经验修正系数，采用磁路近似的别是稀土永磁的相继问世，磁性能有了很大提高，许方法常常得不到满意的结果。而电磁场数值计算方法多电励磁电机又纷纷改用永磁体励磁。与电励磁电机可以对整个电机进行分析，并能比较准确地计算出气相比，永磁电机，特别是稀土永磁电机具有结构简隙磁密

7、值和波形，以及电枢反应的影响。单、运行可靠、体积小、质量小、损耗小、效率高、作者所提出的永磁同步驱动轴向柱塞液压电机电机的形状和尺寸可以灵活多样等显著优点”。泵，将轴向柱塞泵工作原理、永磁同步电机工作原理永磁同步电动机的运行原理与电励磁同步电动机以及电磁驱动原理等有机地融合到一起，是集同步永相同，但它是以永磁体提供的磁通替代后者的励磁绕磁交流电机驱动与控制技术、电传动技术以及液压技组励磁，这样可以显著提高功率因数，减少定子电流术于一体的新型高效节能机电液一体化动力单元。由和定子电阻损耗，而且在稳定运行时没有转子电阻损于电机泵的结构特殊，故