混合叠压圆筒型永磁直线振荡电机电磁特性分析

圆筒型双定子永磁直线振荡电机因其结构简单、功率密度高而广泛应用于压缩机领域。然而,电机的定子通常采用传统的硅钢片周向叠压方式,导致其叠压系数低、磁路易饱和。因此,该文提出一种新的混合叠压方法。首先,介绍了双定子永磁直线振荡电机的基本拓扑结构和工作原理,给出磁路特有的分布方式;然后,对采用电工纯铁和硅钢片混合叠压方式进行分析,推导了硅钢片数量与电工纯铁之间的占比关系,并对不同硅钢片数量对电机反电动势、电磁推力和损耗的影响进行分析;最后,通过三维有限元分析对采用传统叠压方式和混合叠压方式的双定子永磁直线振荡电机的电磁特性进行了比较和分析。实验结果验证了混合叠压方式在提高电磁推力和简化制作工艺方面的优势。

无弹簧永磁直线振荡电机定位力特性分析

无弹簧永磁直线振荡电机可利用自身定位力等效弹簧回复力,能够克服机械弹簧引起的质量大、体积大、成本高等缺点,是线性压缩机系统的有效解决方案。为研究无弹簧永磁直线振荡电机在电枢反应下的定位力特性,首先介绍了电机结构及运行原理;然后,通过考虑铁心饱和的等效磁路法、基于有限元仿真的冻结磁导率法和公式推导法分析了无弹簧直线振荡电机在不同工况下的定位力特性,并对结果进行了对比。研究结果表明:负载过大将使电机定位力线性度降低、动子平衡位置偏移、功率密度下降、撞缸风险增加,因此在设计此类电机时有必要考虑相关因素。

动磁式横向磁通直线振荡电机建模分析

针对目前已有动磁式直线振荡电机结构复杂、漏磁较大等问题,提出一种动磁式横向磁通直线振荡电机,其具有动子质量轻,加工难度小,力特性好等优点,适合应用于冰箱压缩机等领域。基于建立的电机等效磁路模型推导出了电磁推力表达式,阐述了该电机电磁推力产生的机理。解析公式显示,电磁力系数与电机结构参数及永磁体材料属性等有关,而与动子位置无关。为验证磁路模型并对于电机进行`进一步分析,建立电机三维有限元模型,分析了气隙磁场特性并研究了永磁体与外定子轴向长度配合对于动子有效行程的影响。实验结果验证了模型的正确性,分析结果为该电机的优化设计提供了依据。

双定子直线振荡电机谐振特性分析

双定子直线振荡电机采用谐振弹簧式设计,电机工作特性与运行频率直接相关。为了使双定子直线振荡电机能够获得较好的工作性能,基于气体力负载等效线性化,对于电机进行了数学建模,从理论上分析了电机运行频率对于其工作特性的影响,并通过实验进行了验证。实验结果表明,直线振荡电机的等效机械谐振频率不仅与动子质量及弹簧刚度有关,还会受负载影响而变化,随排气压力的增大而增大;而电机功率因数则在空载状态下存在两个为1的最大值。当工作频率接近机械谐振频率时,电机达到同样的排气压力所需的电流及输入功率最小,效率最高;但此时功率因数并不为1,其大小与负载及驱动频率有关。为保证电机高效稳定的运行,应根据电机工作特性曲线确定额定负载所对应的机械谐振频率作为电机的额定运行频率。

新型双定子横向磁通直线振荡电机

现有圆筒型非横向磁通式直线振荡电机因铁心冲片叠装困难、动磁式永磁体支架性能要求高及行程短限制了其在低成本及高控制性能要求领域中的应用。该文提出的新型双定子横向磁通直线振荡电机克服了这些缺点,适用于冰箱、空气压缩机等民用产品。建立线性数学模型及准二维有限元模型,求出了力与电流的正比关系式,理论分析结果与实验结果相符。通过三组实测的振幅、电流与频率间变化曲线分析了电机实际振动频率与弹簧弹性系数的关系及系统的共振频率。

动磁式横向磁通直线振荡电机设计

为了实现具有高可靠性的短行程高频往复运动,提出一种动磁式横向磁通直线振荡电机.该电机由单相电源驱动,铁芯叠装方式与普通旋转电机相同,具有结构简单紧凑,动子质量轻,加工难度小,力特性好等优点,适合用于人工心脏、泵、压缩机等领域.针对该电机运行特点,建立电机等效数学模型,推导电磁推力的计算公式与系统的谐振频率,采用三维有限元模型确定电机内外定子和永磁体的设计依据,提出测试方法,并测得样机的静态电磁推力与谐振频率特性.结果表明,电机在等效机械谐振点运行时获得较高的效率且推力与绕组电流成正比.

双定子直线振荡电机动子位移自传感技术研究

基于建立的双定子直线振荡电机系统数学模型,提出了电机动子位移自传感算法,通过对于电机端电压及电流信号的处理实现了动子位移的自传感。在此基础上,通过实验对此算法进行了验证。实验结果显示,在有效行程范围(20mm)内,定频变行程和谐振点变行程控制方式下的估算行程的最大绝对误差分别为0.4mm和0.3mm,最大相对误差分别为4.76%和3.7%,可以满足控制要求。此算法可用于直驱压缩机的变行程控制及上死点控制。

新型双定子直线振荡电机分析及建模

新型双定子直线振荡电机可替代空调、冰箱中传统的往复式活塞压缩机,提高系统效率,降低噪声。与现有压缩机中的直线振荡电机相比,还具有结构简单与功率密度高的显著优点。其铁心与普通旋转电机铁心叠装方式相同,永磁体结构新颖。动子在两个恢复弹簧的作用下做往复运动。本文首先引入矢量模型,分析了系统的工作状态,再基于磁路方法,建立了准确的数学模型,并分析了负载及弹簧弹性系数对电机性能的影响。实验结果与分析结果吻合,证明本模型是正确有效的。

双定子直线振荡电机工作特性分析

为了确保一种用于直驱压缩机的双定子直线振荡电机获得良好的工作性能,在数学模型基础上推导出功率因数及效率的表达公式,并结合仿真分析及矢量图的方式分析了在实际工作条件下气体力负载、驱动频率与电机性能指标如功率因数、效率之间的关系.在此基础上,对于电机的最佳工作点进行分析,相应的实验结果证实了理论分析的正确性.实验结果显示,系统机械谐振点及功率因数最大值点会随气体力负载变化而变化,电机在机械谐振点运行时可获得效率最大值和较高的功率因数.

永磁直线振荡电机各种励磁磁场的有限元分析

采用轴对称有限元法分析了动铁芯式直线振荡电动机的磁场，编制了可视化轴对称非线性磁场有限元法分析程序，分析了各种磁场的磁力线分布，包括永磁体产生的磁场、两组线圈分别作用后的磁场、以及铁芯移动在各位置上的磁场. 分析结果具有较高的精度，为合适的励磁电流的选择，提供了极大的方便。本文这些分析为进一步进行推力计算、控制线路设计提出了理论依据。

直线压缩机用无内定子动磁式直线振荡电机的建模与分析

针对直线压缩机要求结构紧凑及力特性好的特点,提出一种新型动磁式直线振荡电机。该电机具有无需内定子、动子质量轻、加工难度小及力特性平稳等优点。在分析电机运行原理的基础上,建立了该电机的等效磁路模型,并推导了气隙磁链、电磁推力及电感的解析表达式。为验证等效磁路模型的正确性,建立了电机准二维有限元模型,并对电机气隙磁场分布及力特性进行了深入分析。实际加工了一台实验样机并进行了静态推力实验,样机测试结果、有限元分析结果和磁路分析结果较好吻合,证明了所建模型的正确性。

双定子直线振荡电机高效控制策略

为了实现电机的高性能运行,提出一种应用于双定子直线振荡电机的高效控制策略.由于电机在机械谐振频率运行时可达到最大的位移电流比且相角差为90°,根据此特性,在实现对于动子位移进行估算的基础上,确定了电机的谐振频率跟踪控制策略,并通过实验对此算法进行验证.实验结果表明,在有效行程范围(20 mm)内,谐振点变行程控制方式下估算行程的最大绝对误差0.3 mm、最大相对误差为3.7%,且该算法可迅速调节频率使电机工作于等效机械谐振点附近,运行高效.

双定子直线振荡电机的设计

为了实现快速、短行程直线往复运动的高效率及高可靠性,提出一种具有两个定子铁芯的双定子直线振荡电机结构,双定子直线振荡电机由单相电源驱动,机械振动频率与电源频率相同,铁芯叠装方式与常规旋转电机叠装方式相同.针对双定子直线振荡电机的结构特点,采用磁阻模型及有限元方法分析、推导出电机设计依据.实验结果与理论分析结果一致,电机推力与绕组电流成正比,在绕组电流恒定的情况下,推力-位移曲线平滑.

专用直线振荡电机的振荡特性分析

文章介绍了直线振荡电机的一般原理,然后从电机的电磁特性、受力特性、运动特性、频率特性等方面对直线振荡电机的振荡特性进行了分析,并且用MATLAB对振荡特性进行了仿真,最后给出了实验电机的一些具体参数,实验结果与理论分析基本一致。

新型双定子动磁式直线振荡电机

直线振荡电机可用于冰箱压缩机及斯特林制冷机中以提高系统工作效率。新型双定子动磁式直线振荡电机结构简单、效率高,铁心压装方式简单,采用单相工频电源,无复杂控制器及传感器。在介绍双定子动磁式直线压缩机基本结构及运行原理基础上,引入磁路法及有限元法方法对电机进行了建模和分析。分析结果与试验结果吻合,证明双定子动磁式直线振荡电机机结构是正确的、可行的。

直线振荡电机支持向量机非参数建模

为了寻找反映直线振荡电机参数与性能输入输出传递关系的快速计算模型,利用有限元分析法,建立了直线振荡电机非参数建模的基本数据计算模型,根据基本数据计算模型,引入支持向量机(SupportVectorMachines,SVM)非参数回归建模方法,建立了用于直线振荡电机参数与性能之间输入输出传递关系的SVM计算模型,为电机参数优化过程提供了方便快捷的在线计算方法。通过SVM模型和有限元模型输出推力的比较,验证了直线振荡电机支持向量机非参数建模的可行性。

直线振荡电机拓扑结构及应用综述

直线振荡电机可直接产生直线往复驱动力,具有无运动转换机构、传动效率高、振动噪声小等优势,在直线压缩机、斯特林制冷机、热电联产设备、振动能量回收等众多领域具有广泛的应用前景。该文首先详细阐述了直线振荡电机的工作原理,并在此基础上依据理想受迫谐振系统的要求,归纳了该类电机电磁特性的设计目标;其次,以时间为序,分类介绍了直线振荡电机的发展沿革和研究现状,包括各类电机的优缺点、拓扑结构以及应用变迁等;然后,以文献调研为基础,总结了目前该类电机普遍存在的四个方面的问题;最后,从工业应用需求出发,详细讨论了直线振荡电机在工艺、电磁特性和控制策略等方面存在的难点及关键问题,并对未来发展趋势进行了展望。

新型内齿式双定子直线振荡电机

普通双定子直线振荡电机定子间隔处存在较大漏磁,降低了永磁体的利用率。为减小电机漏磁,设计了一种新型的内齿式双定子直线振荡电机。介绍了该新型电机的基本结构,推导出了电机电磁推力的解析公式,并通过准二维参数化有限元分析验证了其正确性;在此基础上,进一步分析了电机的气隙磁场分布,计算了不同电流和位置下的电磁推力;最后分析了该新型直线振荡电机的机械振动特性。通过与普通双定子直线振荡电机进行对比发现:内齿式双定子直线振荡电机在双定子间隔处的漏磁明显减小;在满足同一有效行程条件下,永磁体的轴向长度减小了约17%。对比结果证明了该设计的有效性。

新型动磁式直线振荡电机设计

针对短行程、高频往复运动应用场合,提出动磁式直线振荡电机新结构。该电机由单相交流电源驱动,含两"C"型外定子,无需内定子,结构简单、加工方便、电磁推力可控性好。采用等效磁路法与有限元法分析并推导该新型直线振荡电机关键参数计算公式及设计依据,提出实验测试方法,测得电机静态推力及空载反电动势。结果表明,该电机电磁推力与绕组电流成正比,与动子位移无关,电磁推力系数与反电动势系数基本相等。

直线振荡电机在工业标记打印机上的应用

通过对圆筒动铁式直线振荡电机工作原理的研究,进一步讨论了其应用在工业标记打印机上的可行性,并且和常规标记方法进行了比较.对现有气动标记打印机的运动速度和加速度进行分析,分析了圆筒形直线振荡电机在工业用标记打印机上的应用思路、结构设计方案,并且根据直线电机的特性提出了其控制方案,作为实际设计和生产的参考.