摘要：为进一步提高动圈式电磁直线驱动装置电磁场解析模型求解精度,提出研究此类电磁驱动装置的混合解析建模方法。采用磁势矢模型与等效面电流模型相融合的混合解析模型研究了驱动装置的电磁特性,引入径向磁通密度修正系数对单一磁势矢模型进行修正,结合动圈式电磁直线驱动装置电磁场边界条件建立较为精确的驱动装置电磁特性数学模型,并最终得到气隙处磁场的分布规律以及电磁力-行程函数。有限元仿真及试验的结果表明,相较于单一磁势矢模型,混合模型具有更高的求解精度,修正前后电磁力最大求解误差分别为6.9%及2.8%,相对误差下降了4.1%,证明了该修正方法的有效性;试验结果与解析模型结果的误差小于2.5%,验证了解析模型的正确性与精确性。该方法为实现电磁直线驱动装置的模块化设计和无位移传感器控制奠定了理论基础,对丰富和发展全电集成动力系统控制方法有较好的理论意义和工程应用价值。

摘要：针对目前有限元法求解电磁直线驱动装置稳态电磁特性时运算周期长、计算效率较低的问题,提出研究此类驱动装置的解析建模方法。以直驱式自动变速器用动圈式电磁直线驱动装置为例,建立了驱动装置磁场泊松方程,引入磁势矢模型推导了磁场分布方程,并结合边界条件得到了径向气隙磁通密度及电磁力表达式,以此获悉驱动装置稳态电磁特性。结果表明,解析模型与有限元模型的求解误差最小为0.6%,最大为6.6%,与试验误差不超过2.5%,有限元及试验均验证了模型的正确性与精确性。所提方法在确保求解精度的前提下求解过程简单且通用性好,为实现电磁直线驱动装置的模块化设计和无位移传感器控制提供了理论参考,对丰富和发展全电集成动力系统控制方法有一定的理论意义和工程应用价值。

摘要：为进一步提高电动汽车变速系统的结构紧凑性和动圈式电磁直线驱动装置推力特性,采用多目标遗传算法对其Halbach永磁体结构进行了优化设计。以动圈式电磁直线驱动装置的推力和力最大波动率作为优化目标,结合磁路法和有限元方法,提出了凸形、弧形和直梯形磁体不同结构设计方案,通过JMAG三维瞬态有限元对比分析得到外直梯形方案力性能最佳。在此基础上,采用了基于多目标遗传算法(MOGA)的结构参数优化方法,优化结果显示,推力峰值和力最大波动率数值分别为1247.3 N和23.19%,推力峰值符合要求且力最大波动率相比于初始结构降低了19.9%。试验结果表明,该驱动装置力最大波动降低了24.0%,验证了数值计算的准确性和设计优化方法的有效性。