圆筒型永磁直线电机磁阻力最小化分析

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1、第6期组合机床与自动化加工技术No．62014年6月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueJun．2014文章编号：1001—2265(2014)06—0025—03DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2014．06．007圆筒型永磁直线电机磁阻力最小化分析崔皆凡，秦超，王鸿雪(沈阳工业大学电气工程学院，沈阳110870)摘要：为了提高圆筒型永磁直线电机在高速加工中心、精密磨床等应用场合的伺服驱动性能，基于Ansofl软件分别对影响圆筒型永磁直线电机运行性能的边端力和齿槽力进行了分析。推导

2、了初级铁心长度和边端力的解析关系式，得出了最优的初级长度，通过有限元仿真证明了所得结论的正确性。针对旋转电机中采用均匀分布辅助槽来削弱齿槽转矩的方法进行了深入的分析，重点研究了辅助槽尺寸对永磁直线电机齿槽力的影响。最后对电机磁阻力进行了分析并通过有限元仿真证明了所采用方法的有效性。所得结论可为直线电机的设计提供一定的理论指导。关键词：圆筒型永磁直线电机；边端力；初级长度；齿槽力；有限元；辅助槽中图分类号：TH39；TG65文献标识码：AResearchonMinimizingDetentForceofTubniarPermanentMagnetLinearMotors

3、CUIJie．fan．QINChao，WANGHong．xue(SchoolofElectricalEngineering，ShenyangUniversityofTechnology，Shenyang110870，China)Abstract：Inordertoimprovetheservodriveperformanceoftubularpermanentmagnetlinearsynchronousmotors(PMLSM)inapplicationssuchashighspeedmachiningcenterandprecisiongrinder，theend

4、forceandcoggingforcewhichaffecttheoperatingperformanceofthetubularPMLSMwereanalysedrespectivelybasedonAnsoftsoftware．Bydeducingtheexpressionbetweenthelengthofprimaryarmaturecoreandtheendforce．theoptimallengthofarmaturecorewascarriedout．thecorrectnessoftheconclusionswasprovedthroughthefi

5、niteelementsimulition．Thetheoryofusinguniformdistributionauxiliaryslotsinrotarymotorstoreducecoggingtorquewasstudiedindepth，theeffectofauxiliaryslotssizeonthecoggingforceofpermanentmagnetlinearmotorswasstudied．Finallythedetentforceofthemotorwasstudiedandtheef-fectivenessofthesemethodswe

6、reverifiedbyfiniteelementmethod．Theconclusionscanprovidesometheo．reticalguidancefortheanalysisanddesignoflinearmotors．Keywords：tubularPMLSM；endforce；primarylength；coggingforce；finiteelement；auxiliaryslots边端齿的结构等。文献[5-6]从控制的角度给出了抑0引言制永磁直线电机推力波动的方法。在国外，文献[7]圆筒型永磁直线电机(TubularPMLSM)是直线电采用一种

7、新的圆筒型永磁直线电机拓扑结构分析方法机中一种特殊结构的电机，它兼有永磁电机和直线电并计算了磁阻力的各分量。文献[8]采用一种磁极分机两者的优点，因此其在高性能的伺服驱动如高速加段的方法来减小圆筒型永磁直线电机的齿槽力。文献工中心、精密磨床等场合得到广泛的应用。然而[9]采用端部加辅助极的方法来减小边端力。以上这PMLSM的推力波动是其应用方面的主要缺陷，因为推些方法或针对直线电机磁阻力的某一个分量进行分析力波动是电机振动和噪声的主要来源。因此减小永磁或只针对平板型直线电机进行了研究，对圆筒型永磁直线电机的推力波动是高性能电机必须克服的一个重直线电机