摘要：为了最小化由边端效应与齿槽效应引起的永磁直线同步电机(PMLSM)的推力波动,提出了一种数理分析相结合的优化设计方法.采用半无限单端结构建立永磁直线同步电机边端效应产生的磁阻力分析模型,运用傅立叶级数与数值分析相结合的方法对磁阻力进行了分析,并进一步提出优化动子长度来降低磁阻力的原理与方法.建立齿槽效应分析模型,运用有限元数值分析由齿槽效应产生的磁阻力;并建立整体磁阻力的有限元分析模型,探讨了永磁体宽度对整体磁阻力的影响.结果表明,仿真分析与测试结果基本一致,磁阻力得以大大降低,该方法实现了PMLSM的动子长度、分数槽与永磁体宽度的优化设计.

摘要：磁阻力是引起永磁直线同步电机(PMLSM)推力波动的主要原因,降低了电机的推力特性。文章分析了12槽11极PMLSM磁阻力形成机理及周期性分布规律,并采用有限元法论证了一种能消除推力波动的分段式初级铁芯的方法。分析结果表明,具有三个铁芯模块组合初级的直线电机能有效减小磁阻力。最后对分段式PMLSM磁阻力进行综合分析,为PMLSM本体设计和伺服系统设计提供参考。

摘要：圆筒型永磁直线发电机(TPMLG)广泛应用于直驱式波浪能发电装置中以提能量转化效率,但由边端力、齿槽力等引起的磁阻力波动是影响永磁直线发电机运动性能及整个能量装置稳定性的主要因素。首先运用傅里叶级数与数值分析相结合的方法对TPMLG边端力进行分析,提出优化动子长度降低边端力的原理与方法;其次,在旋转电机磁场能量计算方法的基础上对TPMLG齿槽力的计算公式进行推导,得到TPMLG齿槽力波动统一公式;最后采用有限元方法(FEM)建立PMLG磁阻力分析模型,在电机不同槽距与极距的匹配情况下,对电机的磁阻力进行仿真分析与验证,得到电机的槽距和极距的最优尺寸。优化理论及仿真分析方法可以指导TPMLG的设计与研究。

摘要：在不考虑齿槽力的情况下,依据永磁直线电机磁阻力产生的原理,针对两极三槽动圈式永磁直线无刷直流电机(LPMBDCM),采用傅立叶变换法分析了电机的边端效应;在此基础上提出了通过优化初级铁心长度和端部形式使磁阻力达到最小化方法。利用电磁软件Magnet验证了最优动子铁心长度以及动子边端齿的长度;结果表明所提出的磁阻力最小化方法是可行的;减小了电机推力波动范围,提高了运行稳定性。

摘要：针对传统间接驱动系统在自动化设备上的应用缺陷等问题,提出了直接驱动的概念,以直线电机为动力源直接推动运动台运动。在比较直接驱动与传统间接驱动性能的基础上,论述了直线电机在大行程、高速高精度自动化控制领域的应用趋势,并从驱动原理、驱动力和定位精度等方面介绍了国内外直线电机的研究现状。针对影响直线电机驱动性能的磁阻力参数,归纳了相关文献削弱磁端效应和减少齿槽力的原理和研究方法,并从电机本体设计与电机控制技术两个方面对直线电机磁阻力的优化方法进行了总结。研究结果表明:直线电机以其良好的运行性能将逐步取代传统旋转电机的市场地位,同时直线电机在工程应用上的深入推广必须解决制造工艺、电机热效应、电机驱动器设计等问题。

摘要：为减小圆筒型永磁直线同步电动机的磁阻力,提出了改变永磁体形状的研究方案,并用有限元方法进行仿真比较,结果证实了所提方案的正确性与可行性。

摘要：6槽7极单边平板型永磁同步直线电机(PMLSM)运行过程中会产生推力波动,导致机床加工精度变差。针对此问题,提出一种将磁极错位与V型磁极相结合的优化方法来改善其性能。首先采用许克变换法对端部磁场进行分析,得到由端部效应引起的总推力波动解析表达式,再对解析式中傅里叶系数进行分析,得出端部效应引起推力波动的主要谐波次数;然后通过对多种永磁体结构进行有限元仿真,由力特性得出采用V型三段错位磁极的方法,当两端磁极与中间磁极所产生的谐波相位互差90°时可有效削弱推力波动;最后根据此方法制作样机。有限元结果及样机实验验证了此方法的可行性,对单边平板型PMLSM优化设计有着重要的指导意义。

摘要：提出了一种用于直驱式波浪发电装置的短行程、低速、双动子双侧Halbach永磁阵列直线电机。研究该电机的运行机理及电磁特性,通过优化电机永磁体结构提高电机磁能密度及发电效率,降低电机磁阻力。首先,根据电机的电磁负荷、运动行程和平均速度,给出电机模型的初始设计结构和参数,采用磁场分析法辅助有限元法分析电机电磁特性,验证电机模型的正确性。其次,对Halbach永磁阵列拓扑结构及其磁场分布进行计算与分析,研究电机径向磁通密度增强原理与电机轴向磁通密度抵消原理,对电机双侧Halbach永磁结构进行优化,提高电机磁能密度及输出电压幅值,降低电机轴向磁阻力,减少电机低速运行过程中的振动;研究电机在恒速及正弦速度下的电动势曲线,并计算电机的输出效率。最后,采用一台圆筒形永磁直线电机验证在不同波浪参数下的输出电压曲线。分析与计算结果表明双动子双侧Halbach永磁阵列直线电机较其他类型电机具有磁能密度高、磁阻力波动小及输出效率高的优势。

摘要：针对基于机械弹簧的多自由度致动器存在系统复杂、运动精度低的问题,设计了一种采用铁氧体永磁体的新型谐振致动器。首先,所提致动器的基本结构主要包括1个定子、1个动子和1个三相对称绕组,其中动子部分包括6个永磁铁氧体和1个动铁芯;其次,对磁阻特性和推力特性进行了理论研究;然后,在动力学模型分析的基础上,提出了无需位置传感器的运动估计方法;最后,通过有限元分析验证了所提致动器的特性,并与样机上的测量结果进行了比较。研究结果表明:样机的磁阻力误差和力常数误差分别仅为6%和2%,且在无机械弹簧的条件下产生相对于移动距离的对中力,从而可以在X-Y平面上实现各种可控的高精度谐振运动。所提致动器有效降低了系统成本和复杂性,可用于需要精确受控运动的机械领域,在微型机器人、医疗设备和光学仪器等。

摘要：针对直驱漂浮点吸收式波浪能装置,提出一种直线电机设计方案。分析了电机模型,并采用电磁场有限元方法分析了电机性能,给出了电机空载状态下感应电动势波形及负载状态下输出电压波形。通过改变电机定子铁心长度对电机进行了优化设计,最后给出了电机所受磁阻力大小。该型电机在动子速度为1m/s时,输出功率可达10kW,能够有效利用波浪能发电。