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电磁数值计算方法在永磁直线电机制作过程中的应用

  永磁直线电机可广泛应用于精密光学机械制造、航天、航空、航天等高位置精度要求的场合,微电子。用于满足长行程运动要求,动铁式直线电机的动子永磁阵列沿运动长度方向小于定子线圈阵列长度,存在极限长度的永磁阵列会产生磁场末端效应,进而影响电机的推力和悬浮功率的大小和周期。

  永磁直线电机由一个初级定子和一个次级电动机组成,它们分别由三相铜绕组和永磁体组成。直线电机的电磁特性直接关系到直线电机的技术经济指标。然而,永磁直线电机的磁路结构复杂,传统的磁路法、图解法等方法无法准确计算出永磁直线电机的电磁场分布。

  近年来,电磁数值计算方法越来越受到人们的重视,为了准确计算永磁同步电动机的磁场特性和电磁参数,采用有限元分析方法对永磁电机的空载特性和基本负载特性进行了分析。最后,对实际电机运行特性进行了测试,验证了电机设计和分析方法的有效性。为永磁电机的优化设计和高温超导永磁同步电动机的研制提供了重要依据。

  永磁直线电机驱动的轨道交通系统在爬坡能力、牵引性能、振动和噪声等方面具有突出的优势。然而,随着交通出行量的增加等情况下,如何保证直线电机在气隙条件下仍然具有较大的推力和稳定性是关键技术问题。

  为了解决这一问题,提出了三种Halbach永磁阵列结构,并将其应用于磁障耦合的一次永磁单边励磁直线电机。采用有限元软件进行仿真分析。通过对三种永磁阵列电机气隙磁场谐波分布的比较,得出了一种具有高磁场调制效应的拓扑结构,为该类电机的进一步设计和分析提供了有益的参考。