双边错位高速分数槽集中绕组永磁直线同步电机的研究

摘要

长初级双边永磁直线同步电机具有结构简单、高功率因数、高效率、推力密度大、法向力及推力波动小等优点，同时采用分数槽集中绕组便于分段，这样的电机非常适用于电磁推进系统。本文针对这种长初级双边分数槽集中绕组永磁直线同步电机，主要进行以下几个方面的研究：
　　首先，根据分数槽集中绕组永磁直线同步电机磁动势特点，分析双边电枢错位位移对不同单元电机各次电枢磁动势谐波的影响。推导出不同错位位移空载下磁导谐波引起的永磁体涡流损耗和负载下由电枢谐波磁动势引起的永磁体涡流损耗表达式。
　　其次，通过有限元对几种典型槽极配合的分数槽集中绕组永磁直线同步电机进行了双边电枢错位的研究。分别研究错位位移对空载、负载下永磁体涡流损耗以及对定位力、推力和推力波动的影响，确定各自的最佳错位位移。综合对比几种槽极配合的具体情况，确定一个最佳的槽极组合。
　　再次，利用有限元优化电机结构参数，优化电机的极弧系数、磁极斜极角度；对比分析永磁体固定基板不同材料下的差异。根据优化结果和固定基板材料选择结果，加工一台实验样机并进行了相关实验。
　　最后，对选择的双边错位分数槽集中绕组永磁直线同步电机和与之等效的整数槽永磁直线同步电机进行铜损耗和铁损耗的对比。通过分析分数槽和整数槽的区别，从而确定整数槽的双边错位方法，进而研究错位对其永磁体涡流损耗、定位力、推力及推力波动的影响情况。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 永磁同步电机的国内外研究现状

1.3 本文的主要研究内容

第2章 双边错位FSCW-PMLSM永磁体涡流损耗的解析计算

2.1 引言

2.2 分数槽集中绕组PMLSM磁动势分析

2.3 双边错位对电枢磁动势的影响

2.4 永磁体涡流损耗解析计算

2.5 本章小结

第3章 双边错位FSCW-PMLSM极槽配合研究

3.1 引言

3.2 双边错位位移区间的选择

3.3 双边错位对定位力的影响

3.4 双边错位对推力及推力波动的影响

3.5 双边错位对永磁体涡流损耗的影响

3.6 几种极槽配合的对比分析

3.7 本章小结

第4章 4极6槽FSCW-PMLSM齿对槽结构的优化

4.1 引言

4.2 电机有限元模型的建立

4.3 永磁体固定基板不同材料的对比分析

4.4 电机磁极结构的分析

4.5 电机结构参数的优化

4.6 样机实验与分析

4.7 本章小结

第5章 4极6槽齿对槽FSCW-PMLSM与4极12槽PMLSM的对比分析

5.1 引言

5.2 电机有限元模型的建立

5.3 铜损对比

5.4 铁损对比

5.5 整数槽的双边错位

5.6 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢