车用Halbach圆筒型直线电机设计与分析彭冲ppt课件.ppt

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1、彭冲重庆大学车用Halbach圆筒型直线电机设计与分析TheAnalysisandDesignofTubularLinearActuatormotorwithHalbachPermanentMagnetArrayforVehicle二0一五年主要内容1研究背景与现状121直线作动器结构设计与磁场分析2直线作动器结构参数分析3结论41.研究背景与现状目前，大部分汽车的悬架都为被动悬架或是半主动悬架1.1研究背景为使悬架系统适应路面的状况及驾驶环境的变化，保证悬架系统总是处于最佳减振状态，由此提出主动悬架。随着新能源的提出及发展，电磁主动悬架成为了国内外研究热点磁悬

2、浮式直线电机式滚珠丝杆式电磁主动悬架类型电磁主动悬架1.研究背景与现状目前，大部分汽车的悬架都为被动悬架或是半主动悬架1.2研究现状磁悬浮式电磁主动悬架是基于磁悬浮技术提出，目前国内学者仅对其进行了理论研究；滚珠丝杆式电磁主动悬架是由旋转式电机与旋转直线转换机构组成装置结合，东京大学、上海交通大学对此类悬架进行了研究；1.研究背景与现状1.研究背景与现状目前，大部分汽车的悬架都为被动悬架或是半主动悬架1.2研究现状直线电机式电磁主动悬架感应直线电机式电磁主动悬架由感应电机演变而来，其磁场激励源为感应线圈，国内重庆大学基于悬架系统设计一款感应直线电机；永磁直线电机

3、式电磁主动悬架采用永磁体提供气隙磁场产生作动力，国外英国谢菲尔德大学王家斌、荷兰埃因霍芬理工大学BartL.J.Gysen、葡萄牙阿尔加维大学、国内重庆大学阮德玉等人对此类悬架进行分析；1.研究背景与现状2.直线作动器结构设计与磁场分析目前，大部分汽车的悬架都为被动悬架或是半主动悬架2.1直线作动器结构设计直线作动器的演变永磁直线作动器结构2.直线作动器结构设计与磁场分析2.直线作动器结构设计与磁场分析目前，大部分汽车的悬架都为被动悬架或是半主动悬架2.1直线作动器结构设计永磁体排列类型轴向排列径向排列Halbach排列Halbach特点：一侧磁场增加，另一侧磁

4、场削弱，用于直线作动器，消除内部结构对磁场影响同时增加气隙磁场强度。永磁体排列类型2.直线作动器结构设计与磁场分析2.直线作动器结构设计与磁场分析目前，大部分汽车的悬架都为被动悬架或是半主动悬架2.1直线作动器结构设计基于高度集成主动轮的直线作动器尺寸要求：参数数值行程（m）0.15定子安装长度（m）0.3作动器直径（m）0.07直线作动器设计要点：次级外径与初级外径比值、极槽数、槽型、永磁体排列尺寸2.直线作动器结构设计与磁场分析目前，大部分汽车的悬架都为被动悬架或是半主动悬架2.1直线作动器结构设计作动器初步结构尺寸参数12/10参数12/10槽高hs/m0

5、.009每槽匝数50槽距t/m0.012初级外径Ds/m0.07槽肩a/m0.002次级外径Dm/m0.038槽口宽b0/m0.004铁芯长度/m0.144槽宽b/m0.006气隙长度g/m0.001永磁体厚度h/m0.004极距τ/m0.0144Rsτthsbb0hRmg2.直线作动器结构设计与磁场分析2.直线作动器结构设计与磁场分析目前，大部分汽车的悬架都为被动悬架或是半主动悬架2.2Halbach磁场分析作动器分为三个区域进行解析分析，作动器的径向磁通密度及波形直接影响其馈能特性和电磁力，其解析式为：作动器分为三个区域进行解析分析，作动器的径向磁通密度及波

6、形直接影响其馈能特性和电磁力，其解析式为：作动器分为三个区域进行解析分析，作动器的径向磁通密度及波形直接影响其馈能特性和电磁力，其解析式为：作动器分为三个区域进行解析分析，作动器的径向磁通密度及波形直接影响其馈能特性和电磁力，其解析式为：作动器分为三个区域进行解析分析，作动器的径向磁通密度及波形直接影响其馈能特性和电磁力，其解析式为：作动器分为三个区域进行解析分析，作动器的径向磁通密度及波形直接影响其馈能特性和电磁力，其解析式为：采用Ansoft软件建立对应有限元模型，选取牌好为DW360硅钢片叠制成初级磁钢以降低涡流损耗，永磁体选用NdFe35以保证气隙磁场强

7、度。2.直线作动器结构设计与磁场分析3直线作动器结构参数分析目前，大部分汽车的悬架都为被动悬架或是半主动悬架3.1永磁体结构参数分析永磁体是作动器励磁源，其对气隙磁场的影响是分析主要内容，由径向磁通密度解析过程知其影响因素有：极距、径向磁体轴向长度、轴向磁体轴向长度、永磁体厚度、永磁体剩磁和相对磁导率。磁场大小评价指标：磁场谐波大小评价指标：平均径向磁通密度：谐波总分量值：3直线作动器结构参数分析3直线作动器结构参数分析目前，大部分汽车的悬架都为被动悬架或是半主动悬架3.1永磁体结构参数分析永磁体厚度只对径向磁场大小有影响，随永磁体厚度变化曲线为：径向充磁轴向长

8、度对磁场的影响随径向充磁