初级永磁型游标直线电机绕组连接及其电磁特性比较

初级永磁型游标直线(LPPMV)电机具有低速、大推力输出特性,特别适用于直线直驱系统。设计合理的绕组连接方式可有效改善电机性能。首先根据电机的运行原理,针对一台6/2极LPPMV电机提出了4种不同的绕组连接方式;其次通过有限元法,比较了LPPMV电机在不同绕组连接方式下的特性,包括空载感应电动势、电感,并在相同铜耗条件下计算了绕组的总质量、电枢电流、推力、铁心磁通密度以及铁耗等,以此得到了不同绕组连接方式下电机的运行效率;最后折中选择了一种绕组连接方式,制造了样机,并通过实验验证了电机的性能。

初级永磁型游标直线电机设计与静态特性分析

提出一种新型初级永磁型游标直线(LPPMV)电机,该电机的绕组和永磁体均安装于电机初级,而电机次级仅为设有凸极的导磁铁心,结构简单、牢固。基于磁齿轮效应,次级凸极对位于电机初级齿表面的永磁体产生的磁场进行调制,产生波长长、运行速度快的谐波磁场,由该谐波磁场作为有效励磁的LPPMV电机具有低速、大电磁推力密度的特点。在深入分析运行原理的基础上,利用等效磁路法推导了该电机的功率尺寸方程,给出了电机的初步设计方法。利用有限元方法,研究了其静态特性,具体包括空载磁链、空载感应电动势、电感、定位力和电磁推力等。仿真和样机实验结果表明,该电机具有推力密度大、定位力小等特点,特别适用于如海浪发电等低速、大推力直驱系统。

初级永磁型直线电机矢量控制对比研究

目前针对初级永磁型直线电机的控制系统研究,经验不足且缺乏有效的控制方法,而矢量控制技术取得了快速发展,控制策略灵活多样。为此,文中在分析初级永磁型直线电机数学模型的基础上,设计基于电流滞环PWM和基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)的初级永磁型直线电机控制系统,对比两种矢量控制策略对其控制效果。通过Matlab/Simulink仿真表明了采用基于SVPWM的矢量控制,不仅使系统更加稳定地工作,提高了系统动态响应时间,而且对推力波动具有较为明显的抑制效果。

轨道交通用初级永磁型直线电机电磁特性分析

直线感应电机应用于轨道交通驱动系统，存在功率因数低、效率低的问题，本文提出了一种新型结构初级永磁型直线电机，该电机采用短初级（动子侧）、长次级（定子侧）结构，电机的电枢绕组和永磁体均安装于初级，次级仅为凸极磁阻结构。该种电机不仅具有常规直线感应电机结构简单和非黏着直接驱动等优点，且功率因数和效率等性能指标优良。论文首先详细介绍了该种电机的结构特点和运行机理，利用等效磁路法推导了该电机的气隙磁通密度方程和同步速方程；然后设计了一台12／8极的初级永磁型直线电机，借助应用有限元软件，进行了参数化建模和磁场分析，得到了次级极弧系数对磁场调制能力的影响规律；接着分析了电机的气隙磁场，得到了绕组反电动势波形图和气隙磁密傅里叶分解图形；最后，研究了电机静态特性，得到了次级结构对定位力的影响，电流大小对静态电磁推力的影响。仿真结果证明了电磁设计方案的合理性，为轨道交通直线驱动电机的研究提供了有价值的参考。

基于SVPWM的初级永磁型直线电机直接推力控制系统

针对初级永磁型直线电机(PPMLM)控制系统采用传统的直接推力控制,虽然结构简单、易于实现,但存在推力波动较大的缺陷,为进一步提高其系统稳定性,克服传统直接推力控制的弱点,设计了基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)的初级永磁型直线电机直接推力控制系统。通过MATLAB/Simulink仿真表明,采用基于SVPWM的直接推力控制不仅能够使系统更加稳定地工作,缩短系统动态响应时间,而且对初级永磁型直线电机的推力和磁链波动具有较为明显的抑制效果。