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電磁數值計算方法在永磁直線電機制作過程中的應用

  永磁直線電機可廣泛應用于精密光學機械制造、航天、航空、航天等高位置精度要求的場合,微電子。用于滿足長行程運動要求,動鐵式直線電機的動子永磁陣列沿運動長度方向小于定子線圈陣列長度,存在極限長度的永磁陣列會產生磁場末端效應,進而影響電機的推力和懸浮功率的大小和周期。

  永磁直線電機由一個初級定子和一個次級電動機組成,它們分別由三相銅繞組和永磁體組成。直線電機的電磁特性直接關系到直線電機的技術經濟指標。然而,永磁直線電機的磁路結構復雜,傳統的磁路法、圖解法等方法無法準確計算出永磁直線電機的電磁場分布。

  近年來,電磁數值計算方法越來越受到人們的重視,為了準確計算永磁同步電動機的磁場特性和電磁參數,采用有限元分析方法對永磁電機的空載特性和基本負載特性進行了分析。最后,對實際電機運行特性進行了測試,驗證了電機設計和分析方法的有效性。為永磁電機的優化設計和高溫超導永磁同步電動機的研制提供了重要依據。

  永磁直線電機驅動的軌道交通系統在爬坡能力、牽引性能、振動和噪聲等方面具有突出的優勢。然而,隨著交通出行量的增加等情況下,如何保證直線電機在氣隙條件下仍然具有較大的推力和穩定性是關鍵技術問題。

  為了解決這一問題,提出了三種Halbach永磁陣列結構,并將其應用于磁障耦合的一次永磁單邊勵磁直線電機。采用有限元軟件進行仿真分析。通過對三種永磁陣列電機氣隙磁場諧波分布的比較,得出了一種具有高磁場調制效應的拓撲結構,為該類電機的進一步設計和分析提供了有益的參考。


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