基于JMAG的无铁心永磁直线电机优化设计.pdf

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1、机械设计与制造第3期MachineryDesign&Manufacture2011年3月文章编号：1001—3997(2011)03～0046—03基于JMAG的无铁心永磁直线电机优化设计郝双晖宋益明刘吉柱郑伟峰(哈尔滨工业大学机电工程学院，哈尔滨150001)Optimaldesignofcorelesspermanent-magnetlinearmotorbasedOnJMAGHAOShuang-hui，SONGYi—ming，LIUJi-zhu，ZHENGWei—feng(SchoolofMechatr

2、onicEngineering，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China)【摘要】针对高速运行时有铁心直线电机铁耗大、效率低的不足，提出一种动磁式无铁心永磁直线电机模型。采用专业电磁分析软件JMAG对无铁心直线电机电磁场进行了瞬态分析计算。以电磁推力及其波动为优化目标，分别计算了不同电磁参数对电磁推力及其波动的影响。利用瞬态分析进行电机优化设计，提高了电机设计的精度。，关键词：无铁心直线电机；JMAG；瞬态；电磁推力；推力波动【Abstract】Accord

3、ingtothelargeironlossandlowefficiencydefectoccurredinthecorelinearmotorhighspeedsituation．Proposedamotivepermanent-magnetlinearcorelessmotormodeLTransientanalysisandcalcu—lationwascarriedoutfortheelectromagneticfieldofcorelesslinearmotor，whichbasedonprofess

4、ionalelectro-magneticanalysisSoj~wareJMAG．TakeelectromagneticthrustanditsfluctuationastheoptimizationtargeLVari-OUSelectromagneticparameterswhichinfluencetotheelectromagneticthrustanditsfluctuationhadbeencal——culated．Usingtransientanalysismethodmakesmotorop

5、timaldesign,improvethemotordesignprecision．Keywords：Corelesslinearmotor；JMAG；Transient；Electromagneticthrust；Thrustfluctuation^，·。～'n_’’～^nv’^^，·_、’n-。、Hv’_v、^Hv’n-。、^n’’v’、^n’，·～^n，’^·、^n·’^·_、_n-^V·、'n，’_^v’^，-_～’n，’^nv’^·_’'中图分类号：TH16，TM359．4文献标识码：A1引言2直

6、线电机铁耗分析电磁发射技术的基本工作原理是借助电磁力做功，将电磁铁耗是电机损耗的一个重要部分。由于被加速物体在电磁能转化成动能，完成对物体进行加速以达到发射物体的目的。弹射中是一个不断加速的过程。根据电磁弹射技术要求，在物体电磁弹射则是在电磁发射技术的基础上出现和发展起来的一种被发射前其速度可达到lOOm／s。根据直线电机是从旋转电机演新型发射技术。在电磁弹射中，被发射的物体不需要启动自身的变的原理可知：n=(1)P动力装置，而是靠弹射器的电磁推力为加速手段从而获得足够的式中：一同步转速i产吱流电源频率；p一

7、电机的极对数。运动能量实现飞机起飞。从而得到永磁直线电机气隙磁场的线速度为：从电机设计角度出发，直线驱动电机作为电磁弹射器中的==(2)重要组成部分，其电磁推力特性对电磁弹射系统有着十分重要的影响。因此在电磁弹射系统中，大推力、高效、高性能的驱动直线式中：一永磁直线电机极距。电机一直是电磁弹射技术研究的关键问题目。目前，国内外已经研通常电枢铁心是由硅钢片叠压而成。由(2)式可以看出，随究了多种用于电磁弹射器的直线电机模型，其中主要有感应直线着被加速舰载机的速度越来越快，有电枢铁心结构的直线电机存电机，永磁同步

8、直线电机以及磁阻电机等类型。并设计了一系列在的问题逐渐浮现出来。如果电机的极距一定时，则电机的频率大推力的驱动直线电机，但这些研究大部分都是集中在有电枢铁将越来越高。根据有限元方法每个单元的铁耗为[91：心的模型结构上的研究[6~71。由于舰载机速度从零开始被加速，需=×(EPo,~l×lxp×(flso)(3)要较大的牵引力，因此在速度不是很高的情况下有铁心结构的驱l动直线电机具有较好的应用价值。