PMLSM的仿真建模方法改进与实验研究.pdf

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1、第47卷第7期藏粕Vo1．47．No．72014庄7月MICROM0T0RSJu1．2014PMLSM的仿真建模方法改进与实验研究李慧，肖曦(1．同济大学电子与信息工程学院，上海201804；2．清华大学电机工程与应用电子技术系，北京100084)摘要：磁阻力的存在使永磁同步直线电机在运行时产生推力波动，影响电机的稳定运行。单纯依靠Matlab／Simu-link建立的永磁同步直线电机模型，无法观测到电机的磁阻力，不利于仿真的精确性。针对传统电机建模方案的不足，给出了一种改进方案，利用有限元分析和傅里叶级数分解，得到电机磁阻力的表达式，将表达式带入到电机运动方程中，利用Mafla

2、b／Simulink建立新的电机模型，从而达到对永磁同步直线电机精确建模的目的。仿真和实验结果表明了建模方法的有效性和可靠性。关键词：永磁同步直线电机；有限元分析；磁阻力中图分类号：TM351；TM341；TM359．4文献标志码：A文章编号：1001-6848(2014)07—0039-04ImprovementandExperimentResearchonPMLSMSModelingMethodLIHui，XIAOXi(1．CollegeofElectronicsandInformationEngineering，TongjiUniversity，Shanghai201804

3、，China；2．DepartmentofElectricalEngineering，TsinghuaUniversity，Beijing，100084，China)Abstract：Theexistenceofdetentforcehasagreatinfluenceonthestableoperationofthepermanentmagnetsynchronouslinearmotor(PMLSM．ThedetentforcecantbeobservedonlyrelyOfMatlab／Simulinktoes—tablishthePMLSMSmode1．Animprove

4、dmodelingmethodwasraisedtoovercomethisissue．BasedonthefiniteelementanalysissoftwareandFourierseriesanalysis．detentforcewasdecomposedintoafunctionasso．ciatedwiththepositionofthePMLSMSmover．AnewPMLSMmodelwassetupinMatlab／Simulinkbyin．settingthisfunctioninthemotionequationofPMLSM．Simulationandex

5、perimentalresultsshowthat．theimprovedPMLSMmodelingmethodiSvalidandreliable．Keywords：permanentmagnetsynchronouslinearmotor；finiteelementanalysis；detentforce定向矢量控制方法搭建系统仿真，这种方法虽然仿0引言真结果系统运行平稳，但是在建模过程中忽略了端相对于传统旋转电机加滚珠丝杠的传动方式，部效应和齿槽效应，即忽略了磁阻力的影响，所以直线电机无需中间机械变换装置，不仅简化了系统仿真结果不能真实地反映出实际电机运行时的推力结构，而且

6、消除了中间环节引入的误差，定位精度波动情况，无法验证针对削弱磁阻力的算法引。较高，在各种直线运动场合得到了广泛的应用。永第二种方法是利用有限元分析软件根据PMLSM磁同步直线电机(PMLSM)具有推力大、损耗低、响的实际物理模型搭建电机本体模型，同时在Matlab／应速度快等优点，但是，电机本身的齿槽结构和有Simulink中搭建矢量控制系统，通过有限元软件自限的动子铁心长度，使得电机存在磁阻力，而磁阻带的与Matlab／Simulink的接口将二者相连，完成力是引起电机推力波动的主要原因。针对PMLSM的PMLSM的系统仿真，即联合仿真。联合仿真的建模电机建模和控制系统仿真，一

7、直受到众多学者的关方法可以精确地反映出电机实际固有的磁阻力状况，注和研究。控制系统仿真结果真实模拟了实际电机运行中磁阻传统的PMLSM仿真模型建模方法主要有两种。力引起的推力波动情况，但是，这种方法非常的耗第一种方法是基于PMLSM的数学模型，在Matlab／时，每仿真一次需要十几个小时甚至几天才可以完Simulink环境下构建PMLSM的电机模型，采用磁场成，不利于PI等参数的调整。收稿日期：2013—10—28作者简介：李慧(1989)，硕士研究生，研究方向为永磁同步直线电机