横向磁场永磁直线电机结构及电感参数分析.pdf

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横向磁场永磁直线电机结构及电感参数分析王骞，邹继斌，赵玫言magnetmachine引AnalysisfluxpermanentQian，第14卷第11期电机与控制学报2010年11月摘要：针对目前大多数横向磁场电机存在定子分离元件数较多、结构复杂等不足。在采用脉振磁场理论对横向磁场电机电磁机理进行分析的基础上，提出一种结构简单的横向磁场永磁直线电机。由于在结构中相邻两相绕组存在共槽边，因而带来了各相绕组的耦合问题；为此，分别采用磁路法和三维有限元法对横向磁场永磁直线电机的绕组电感进行计算和分析，通过比较绕组自感和互感的大小对相磁耦合问题进行判断和分析，并制作样机进行实验研究。研究结果表明，提出的横向磁场永磁直线电机结构简单，且各相基本解耦，使控制方法大大简化。关键词：永磁直线电机；横向磁场；脉振磁场；电感；磁耦合ofstructureandinductancetransverselinearWANGJi—bin，machine(TFPMLM)wasproposed0近年来，随着磁悬浮列车、舰船电力推动等大功率电气传动技术的发展，人们对高转矩密度电机的需求日益迫切。提高电机的转矩密度是电机领域的重要研究课题。对于传统磁路结构的电机，可以通过优化设计、选用高性能的磁性材料来提高出力，但其效果是有限的。若要大幅度提高转矩密度，必须(哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院，黑龙江哈尔滨150001)中图分类号：TM文献标志码：A文章编号：1007—449X(2010)11—0037—07ZOUZHAOMei(School150001，China)magneticWasV01．14No．11ELECTRICMACHINESANDCONTROLNov．2010onaAbstract：Aimedtheshortcomingslargenumbersmall—sizecomponents，compli-catedstructure，etc．formostexistingmachines，inthispaperoperatingprincipleanalyzedemployingpulsatingfieldtheory，andthennovelmag—withrelativelysimplestructure．AscouplingbetweenphasewindingspresentedinTFPMLM，thewindingcalculatedusingcircuitmethod3-Dfiniteelementmethod，respectively，andproblemphasesbycomparisonself-inductancemutual-inductance．Further-moreprototypemadeverifycalculation．TheresultshaveindicatedthatTFPM—LMhasmeritdecouplingphases．Keywords：permanentmachine；transverseflux；pulsatingfield；inductance；收稿日期：2010一Ol～27基金项目：国家自然科学基金(50777012)作者简介：王骞(1982一)。男．博士研究生。研究方向为横向磁场永磁直线电机电磁设计及其驱动控制；邹继斌(1957一)，男。博士，教授，博士生导师．研究方向为一体化电机；赵玫(1983一)，女，博士研究生，研究方向为横向磁场永磁直线电机优化设计及其驱动控制。359．4ElectricalEngineering，HarbinInstituteTechnology，Harbinseparatewasatstatornetto
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电磁力产生机理分析丁：亘：堂上：{_p砂。，爪[COS(O)，t+OJ。t+80)一2结构的提出电机中，主磁路所在平面与其运动方向是垂直的。C08(OJ，t—OJ。t一瓯)]，T=一詈咖。ImCOS80。电机与控制学报第14卷从结构和原理上提出新的思想。“横向磁场”结构的提出ilJ，得到了国内外电机界学者的广泛认可和关注，其原理是通过改变磁路结构，使电负荷和磁负荷相互解耦，从而在一定范围内通过提高磁能变化率来提高电磁转矩。横向磁场电机(transversemachine，TFM)成为电机领域的一个研究热点【2-6与传统电机相比，由于横向磁场电机各相解耦‘7l，因而其电磁力产生机理具有特殊性，传统的旋转磁场理论不能适用；且对现有的横向磁场电机结构而言，大多数存在着定子分离元件数较多、机械强度差、结构及加工工艺复杂等不足¨qJ。针对上述问题。本文采用脉振磁场理论对横向磁场电机的电磁机理进行分析，并提出一种结构简单的横向磁场永磁直线电机