圆筒型永磁直线电机电磁振动特性研究

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作者 邹宇帆 吴振兴 +2 位作者 许金 张逸超 李明珂 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2024年第5期92-97,共6页

为了研究圆筒形直线电机的电磁振动特性,通过建立考虑电磁力空间分布的圆筒型永磁直线电机电磁振动解析模型,对该型电机的振动机理进行了研究。首先,基于Love壳体理论推导了电机简化壳体的模态参数;然后,结合圆筒永磁直线电机特有的轴... 为了研究圆筒形直线电机的电磁振动特性,通过建立考虑电磁力空间分布的圆筒型永磁直线电机电磁振动解析模型,对该型电机的振动机理进行了研究。首先,基于Love壳体理论推导了电机简化壳体的模态参数;然后,结合圆筒永磁直线电机特有的轴向简谐分布、周向均匀分布电磁力,基于模态叠加法计算了电机简化壳体电磁振动,解析计算结果与有限元仿真值吻合较好;最后,利用所建立的解析模型分析发现,圆筒型直线电机电磁振动由径向呼吸模态决定,改变变频器的开关频率降低了电机的高频电磁振动幅值,相关理论分析和计算结果通过样机试验得到了验证。 展开更多

关键词 圆筒型永磁直线电机 电磁振动 壳体理论 模态叠加法

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圆筒型永磁直线电机齿槽力解析 被引量：4

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作者 黄克峰 李槐树 周羽 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期613-618,共6页

针对圆筒型永磁直线电机齿槽力解析计算不够准确的问题,提出了一种利用能量法解析研究齿槽力的方法。利用许—克变换计算出了该种结构的无槽和开槽后的基本气隙磁场强度,计算出气隙最小处的气隙磁场强度,最终得出整个电机的气隙磁场强... 针对圆筒型永磁直线电机齿槽力解析计算不够准确的问题,提出了一种利用能量法解析研究齿槽力的方法。利用许—克变换计算出了该种结构的无槽和开槽后的基本气隙磁场强度,计算出气隙最小处的气隙磁场强度,最终得出整个电机的气隙磁场强度。根据得到的气隙磁场强度公式得出电机能量,结合电机能量和齿槽力的关系推导出齿槽力解析公式,并使用有限元法仿真和样机实验结果验证所提方法的有效性和准确性。结果表明:解析法、有限元法计算和实验测量的齿槽力规律完全一致,峰值分别为22.2、20.8、0.9 N,三者结果吻合较好。该方法是一种快捷、有效、计算精度高的方法。 展开更多

关键词 圆筒型永磁直线电机 齿槽力 能量法 解析法 有限元法 气隙磁场强度

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主动悬架用非均匀齿圆筒型永磁直线电机多目标分层优化设计 被引量：2

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作者 颜建虎 李彪 +2 位作者 时岩 张凌宇 衡培然 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期40-50,共11页

针对直线电机式电磁主动悬架推力波动大、推力密度低的问题,提出一种非均匀齿结构的Halbach圆筒型永磁直线电机。利用解析法对该电机的边端力模型进行推导,并进一步分析非均匀边端齿结构对电机输出性能的影响。根据分析结果选取边端齿... 针对直线电机式电磁主动悬架推力波动大、推力密度低的问题,提出一种非均匀齿结构的Halbach圆筒型永磁直线电机。利用解析法对该电机的边端力模型进行推导,并进一步分析非均匀边端齿结构对电机输出性能的影响。根据分析结果选取边端齿的轴向长度和径向削短高度、永磁体高度和径向充磁的长度、内部齿的长度5个参数作为优化因子,以电机输出推力最大和推力波动最小为优化目标进行田口法和响应面法优化,得到参数的最优值。试制了原理样机并搭建了实验平台,对电机进行空载与负载实验,验证了所提结构及其设计优化方法的有效性。 展开更多

关键词 圆筒型永磁直线电机 主动悬架 Halbach永磁阵列 多目标优化 推力波动

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圆筒型永磁直线电机的磁热双向耦合分析 被引量：2

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作者 严谨 苏朝葵 +2 位作者 毛宏勇 曹勇 罗杨阳 《武汉工程大学学报》 CAS 2022年第5期551-555,590,共6页

温度变化会改变圆筒型永磁直线电机中绕组的绝缘性能和永磁体的磁性能,进而对电机的工作性能和使用寿命产生影响。为了准确计算出电机在稳定工作时的温升,提出了一种磁热双向耦合计算方法。利用SolidWork软件建立圆筒型永磁直线电机的... 温度变化会改变圆筒型永磁直线电机中绕组的绝缘性能和永磁体的磁性能,进而对电机的工作性能和使用寿命产生影响。为了准确计算出电机在稳定工作时的温升,提出了一种磁热双向耦合计算方法。利用SolidWork软件建立圆筒型永磁直线电机的三维模型,使用有限元软件对电磁场和温度场进行仿真,并将电磁场和温度场相互耦合,反复循环迭代,直至得到收敛的电磁场和温度场,并与磁热单向耦合仿真结果进行对比。电机的温升试验结果表明,双向耦合比单向耦合的仿真结果更加接近试验值,能够更加准确的计算出电机的温升,可为电机的材料选型与热平衡设计提供参考。 展开更多

关键词 圆筒型永磁直线电机 温升 磁热双向耦合 有限元法

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轴向充磁圆筒型永磁直线电机磁场解析 被引量：5

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作者 黄克峰 李槐树 周羽 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期883-888,共6页

针对轴向充磁圆筒型永磁直线电机的磁场分布和气隙磁场的计算与径向充磁问题,提出了一种基于基本气隙磁场计算轴向充磁圆筒型永磁直线电机磁场的解析计算法.利用许—克变换计算出了该种结构的无槽和开槽后的基本气隙磁场强度,再计算出... 针对轴向充磁圆筒型永磁直线电机的磁场分布和气隙磁场的计算与径向充磁问题,提出了一种基于基本气隙磁场计算轴向充磁圆筒型永磁直线电机磁场的解析计算法.利用许—克变换计算出了该种结构的无槽和开槽后的基本气隙磁场强度,再计算出气隙最小处的气隙磁场强度,最终得出整个电机的气隙磁场.以一台10极9槽轴向充磁永磁直线样机为例来验证所提方法的有效性和准确性.结果表明:解析法和有限元法计算气隙磁场强度的变化规律完全一致,峰值分别为1.3 T和1.28 T,两者结果吻合较好.所提方法是一种快捷、有效、计算精度高的方法. 展开更多

关键词 气隙磁场 轴向充磁圆筒型永磁直线电机 解析法 许-克变换

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新型圆筒型永磁直线电机密封筒的设计与仿真分析

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作者 易小军 佘莹莹 +2 位作者 万涛 王恒 吴英友 《武汉工程大学学报》 CAS 2022年第5期566-571,共6页

设计了一种新型圆筒型永磁直线电机的定子密封筒结构,密封筒由导磁材料与非导磁材料交替焊接而成。应用ANSYSMaxwell软件仿真分析了新型密封筒对圆筒型永磁直线电机电磁性能的影响,结果表明:新型密封筒的圆筒型永磁直线电机相较于传统... 设计了一种新型圆筒型永磁直线电机的定子密封筒结构,密封筒由导磁材料与非导磁材料交替焊接而成。应用ANSYSMaxwell软件仿真分析了新型密封筒对圆筒型永磁直线电机电磁性能的影响,结果表明:新型密封筒的圆筒型永磁直线电机相较于传统密封筒的圆筒型永磁直线电机的磁阻和漏磁损失减小,损耗和输出功率有小幅增加,电磁推力提高了27%,可为圆筒型永磁直线电机密封结构的设计提供参考依据。 展开更多

关键词 圆筒型永磁直线电机 结构设计 密封筒 电磁仿真

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不等距圆筒型永磁直线电机推力波动研究 被引量：4

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作者 任宁宁 李槐树 +1 位作者 薛志强 周羽 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期241-246,共6页

齿槽力和纹波推力是引起永磁直线电机推力波动的主要因素,采用能量法和傅里叶分析法对齿槽力进行了解析分析,对于整数槽绕组圆筒型永磁直线电机提出采用定、动子不等极距的方法削弱电机的齿槽力,并对不等极距消弱齿槽力的机理进行了理... 齿槽力和纹波推力是引起永磁直线电机推力波动的主要因素,采用能量法和傅里叶分析法对齿槽力进行了解析分析,对于整数槽绕组圆筒型永磁直线电机提出采用定、动子不等极距的方法削弱电机的齿槽力,并对不等极距消弱齿槽力的机理进行了理论分析,给出了动子极距选取的计算公式,同时研究表明采用合适的动子极距可以降低空载电势中的谐波含量,进而抑制了由空载谐波电势引起的纹波推力。有限元分析和样机实验表明:齿槽力得到了有效的消弱,降低了空载反电动势中的谐波含量,电机的推力波动得到了有效的抑制。 展开更多

关键词 推力波动 齿槽力 极距 圆筒型永磁同步直线电机 纹波推力

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多段式初级铁芯圆筒型永磁直线电机齿槽力研究 被引量：1

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作者 任宁宁 李槐树 +1 位作者 薛志强 周羽 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2017年第5期14-18,共5页

针对永磁直线电机的推力波动问题,首先针对整数槽绕组多段式初级铁芯结构圆筒型永磁直线电机,提出了采用初级铁芯依次沿纵向移距的方法削弱电机的齿槽力,并基于能量法推导了初级铁芯模块移距法削弱齿槽力的机理,给出了初级铁芯模块移距... 针对永磁直线电机的推力波动问题,首先针对整数槽绕组多段式初级铁芯结构圆筒型永磁直线电机,提出了采用初级铁芯依次沿纵向移距的方法削弱电机的齿槽力,并基于能量法推导了初级铁芯模块移距法削弱齿槽力的机理,给出了初级铁芯模块移距的计算公式;其次,针对初级铁芯模块移距引起各段相电动势的分布的情况,给出了空载电动势等效分布系数的计算公式;最后,进行了有限元分析及试验。结果表明:初级铁芯模块移距后,电机的齿槽力得到了有限的抑制,大大降低了空载电动势中的谐波含量,相空载电动势波形更加正弦化。 展开更多

关键词 多段式初级铁芯 齿槽力 定子齿距 圆筒型永磁同步直线电机

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圆筒型永磁同步直线电机大行程无过冲纳米定位驱动

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作者 徐从裕 余晓芬 程伶俐 《应用科学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期90-94,共5页

为减少圆筒型永磁同步直线电机(TPMSLM)在直接驱动方式下的电磁扰动对纳米定位的影响,研究了TPMSLM定子与动子偏心安装的驱动模式,用于改变TPMSLM内部空间磁场分布,使包含电磁扰动的轴向电磁推力得到有效衰减,同时产生包含电磁扰动的径... 为减少圆筒型永磁同步直线电机(TPMSLM)在直接驱动方式下的电磁扰动对纳米定位的影响,研究了TPMSLM定子与动子偏心安装的驱动模式,用于改变TPMSLM内部空间磁场分布,使包含电磁扰动的轴向电磁推力得到有效衰减,同时产生包含电磁扰动的径向电磁力,当两者与导轨摩擦阻尼共同作用时,可实现对电磁扰动的有效吸收.针对TPMSLM定位过冲,研究了变系数PI控制算法,用于实时改变系统的动静态驱动特性,达到对大行程驱动和纳米定位驱动的最佳控制.实验表明,TPMSLM偏心驱动模式及变系数PI控制算法能较好地满足大行程无过冲定位驱动和稳态定位波动小于10 nm的要求. 展开更多

关键词 圆筒型永磁同步直线电机 变系数PI控制算法 无过冲驱动 纳米定位

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外次级永磁直线电机在波浪发电系统中的应用 被引量：3

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作者 刘春元 洪立玮 +1 位作者 黄磊 祝贺 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期3017-3024,共8页

对直驱式波浪发电系统的几种永磁直线电机(PMLM)进行比较分析,发现外次级结构的圆筒型PMLM具有较高的功率密度,且便于系统的集成和电能后处理。首先,利用有限元对PMLM的结构进行优化,分析电机的磁力线和磁感应强度分布图,空载和负载感... 对直驱式波浪发电系统的几种永磁直线电机(PMLM)进行比较分析,发现外次级结构的圆筒型PMLM具有较高的功率密度,且便于系统的集成和电能后处理。首先,利用有限元对PMLM的结构进行优化,分析电机的磁力线和磁感应强度分布图,空载和负载感应电动势。然后,根据有限元优化的电机尺寸加工一台样机,并对其电磁性能进行测试,验证电机设计的有效性。最后,设计并加工一套双浮子直驱式波浪发电系统。在连云港海域分别进行静水和动水实验。实验结果表明,所设计的直驱式波浪发电系统能将波浪能转换为电能,可为日后大规模开发和利用波浪能积累经验。 展开更多

关键词 直驱式 波浪发电 有限元 圆筒型永磁直线电机 能量转换

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用于波浪滑翔器的永磁直线发电机设计

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作者 吴娜 窦裕盛 +1 位作者 马程议 李灿 《山东交通学院学报》 CAS 2023年第2期117-124,共8页

为提高波浪滑翔器发电机的持续供电能力,设计采用波浪能为波浪滑翔器供电的圆筒型永磁直线发电机,并采用有限元法分析其性能。研究表明:圆筒型永磁直线发电机的气隙磁通密度总谐波正弦畸变率为18.8%,电压的总谐波正弦畸变率为4.1%,发电... 为提高波浪滑翔器发电机的持续供电能力,设计采用波浪能为波浪滑翔器供电的圆筒型永磁直线发电机,并采用有限元法分析其性能。研究表明:圆筒型永磁直线发电机的气隙磁通密度总谐波正弦畸变率为18.8%,电压的总谐波正弦畸变率为4.1%,发电机的磁场性能与空载特性良好,可为波浪滑翔器提供高品质的电能。随外电路等效负载的增大,直线发电机的输出效率逐渐提高,在等效负载为18Ω时,直线发电机既可满足波浪滑翔器的用电需求,又能保持最大输出效率为69.25%。 展开更多

关键词 波浪能 圆筒型永磁直线发电机 海洋交通 波浪滑翔器

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