每极每相槽数小于1的永磁直线同步电动机负载特性及其参数的有限元分析

摘要

永磁直线同步电动机(Permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)采用每极每相槽数小于1(q<1)分数槽结构,解决了运行的平稳性,这种直线电动机的高推力密度特性是PMLSM设计分析的关键问题。基于此,为了分析PMLSM的负载特性,建立基于二维磁场方程的PMLSM有限元分析模型。采用开放边界条件,将边端漏磁对PMLSM的影响加入有限元模型中去,提高了分析精度。从时空相量图出发,设定q<1分数槽绕组的三相电流分布,采用松弛因子法调节α角,对PMLSM额定负载推力进行迭代计算,得到采用瞬时电流法计算的PMLSM负载特性及其参数。同时对试验样机进行参数实测,将有限元计算结果和实测结果进行比较。结果表明,有限元分析模型能够确定PMLSM的负载特性,并获取PMLSM的参数以及功角特性,交、直轴同步电感参数对PMLSM的运行控制具有很大参考意义。