主动悬架直线电机温升-电磁特性分析与优化设计

为了提高主动悬架系统中直线电机的工作性能,以一种圆筒型永磁同步直线电机为研究对象,对其进行特性分析与结构优化。以某SUV为例,构建了其主动悬架系统的多体动力学模型,仿真确定了电机的总体设计指标与初始结构。采用有限元方法建立了考虑材料热属性变化的直线电机温升模型,分析了不同行驶车速下的温升分布及其对直线电机电磁特性的影响。结果发现:电机温升直接影响输出推力与绕组损耗,抑制温升有助于减小绕组损耗,但推力波动会随之上升。根据磁-热耦合特性分析结果,以空载定位力和绕组温升为优化目标,进行了参数敏感度分析,并采用响应面法对直线电机结构参数进行多目标优化。结果表明:优化后直线电机的空载定位力减小了7.5%,绕组损耗降低了17.5%,绕组温升降低了11.02%,电机工作性能显著提升。试制了永磁同步直线电机样机,并进行了台架测试,实验与仿真误差均在5%以内,验证了结构和优化方案的有效性。