永磁同步直線電機(PMLSM)磁場分布復(fù)雜,缺少抑制縱向邊端效應(yīng)力方法的設(shè)計解析式。為抑制邊端效應(yīng)產(chǎn)生的縱向邊端效應(yīng)力,設(shè)計一種PMLSM輔助極結(jié)構(gòu)。以12槽14極PMLSM為模型,利用等效磁路法和虛位移法推導(dǎo)最優(yōu)輔助極結(jié)構(gòu)及位置的解析表達式。利用Ansys Maxwell軟件對模型進行有限元計算,有限元計算結(jié)果與解析計算結(jié)果基本一致。加入設(shè)計的輔助極后,空載磁阻力比優(yōu)化前減小70%,對比兩種抑制縱向邊端效應(yīng)力的方法,證明數(shù)學(xué)模型的正確性及輔助極結(jié)構(gòu)的有效性。

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圖1PMLSM輔助極結(jié)構(gòu)

電機本體為12槽14級分數(shù)槽PMLSM,其空載磁阻力主要成分為縱向邊端力。輔助極是附加在電機前后的規(guī)則的導(dǎo)磁長方體,材料與PMLSM初級相同,輔助極和電機初級中間采用隔磁橋進行剛性連接,目的是隔斷電機本體和輔助極之間的磁路,如圖1所示,輔助極可安裝在電機前后任一端。輔助極是利用單....

圖2無槽鐵芯邊端磁通

當(dāng)輔助極與q軸對齊時,邊端磁通最大時等效磁路圖如圖3所示。圖3q軸邊端磁通最大時等效磁路

圖3q軸邊端磁通最大時等效磁路

圖2無槽鐵芯邊端磁通磁通路徑是以q軸與永磁體水平中線交點為圓心O的圓,半徑r=τ/4,hm為永磁體高度,g為無槽鐵芯氣隙,lw為無槽鐵芯寬度,μ0為真空磁導(dǎo)率,Rm為永磁體磁阻;R1為背鐵磁阻;R2為鐵芯磁阻;Rg1為氣隙磁阻;Rg2、Rg3為未與鐵芯重合處空氣磁阻。等效磁路為....

圖4PMLSM參數(shù)模型

安裝了輔助極的PMLSM參數(shù)模型如圖4所示。由公式(8)可知,輔助極邊端效應(yīng)力的波動周期為τ。在永磁體尺寸、無槽鐵芯高度、氣隙確定的情況下,鐵芯邊端力和鐵芯長度成余弦變化關(guān)系:

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