軌道交通系統(tǒng)運行距離長,承載重量大,需要高性能電機提供動力。直線電機具有爬坡能力強、體積小等諸多優(yōu)點,特別適用于長行程軌道交通系統(tǒng)。為進一步減少直線電機制造成本,提高電磁性能,本文提出了磁障耦合式初級永磁直線（Magnetic barrier coupled linear primary permanent magnet,MBCLPPM）電機,該電機不僅具有傳統(tǒng)直線電機的優(yōu)點,而且功率因數(shù)較高,成本較低,適用于軌道交通系統(tǒng)。本文基于等效磁路法,系統(tǒng)分析了電機的磁場調(diào)制原理,考慮單元模塊化初級的繞組排列方式,以磁場耦合效果為主要標準,確定耦合極數(shù)。在理論推導(dǎo)的基礎(chǔ)上,結(jié)合有限元仿真,對比分析不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下電機的電磁性能,確定設(shè)計方案。針對磁場畸變和定位力波動問題,提出抑制端部效應(yīng)的方法,對損耗和溫度場進行了分析計算。主要研究內(nèi)容如下:首先,研究了MBCLPPM電機的運行機理和電磁設(shè)計方法。在分析MBCLPPM電機的結(jié)構(gòu)特點的基礎(chǔ)上,借助等效磁路法,對該電機的運行機理進行了解析分析。提出了初級繞組的分布、初級極槽配合、次級結(jié)構(gòu)等電磁參數(shù)的確定方法。其次,針對電機的電磁特性,對結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

005~2019年全國軌道交通線路里程

沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文2體的用量成為了最近國內(nèi)外科研學(xué)者的研究熱點[6-8]。226327643480453054798285994512611143661730019941235022864335478542330100002000030000400005000060000200520062007200820092010201120122013201420152016201720182019年份車輛總數(shù)（輛）全國軌道交通車輛總數(shù)2005~2019圖1.22005~2019年全國軌道交通車輛總數(shù)Fig.1.2TotalnumberofrailtransitvehiclesinChinafrom2005to2019圖1.3直線電機高速列車Fig.1.3highspeedlinearmotortrain磁障耦合式初級永磁直線電機是一種新結(jié)構(gòu)的電機，最大的優(yōu)點就是將永磁體與電樞繞組放在電機的初級一側(cè)，也就是直線電機動子一側(cè)，這大大減少了用銅量和永磁體的用量，電機的冷卻散熱也更加容易。電機的次級采用磁障式結(jié)構(gòu)作為定子軌道固定在路面上，不需要鋪設(shè)大量磁鐵體，可適用于長遠軌道交通運輸。次級的磁障式結(jié)構(gòu)可以采用模塊化制造，能夠大批量生成，降低制造成本的同時保證了工程制造效率。利用磁場調(diào)制原理，利用氣隙中與有效極數(shù)對應(yīng)的高次諧波實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化，隔磁層保證磁通的利用率，在減少勵磁電流產(chǎn)生無功的基礎(chǔ)上提高電機效率。旋轉(zhuǎn)電機整體是閉合的圓形，氣隙不存在間斷。因此，對于旋轉(zhuǎn)電機，氣隙是閉合的，不存在邊端氣隙對電機性能造成影響。直線電機可以看做是旋轉(zhuǎn)電機沿徑向展

資艿蕉瞬啃вΦ撓跋�。削弱磁障耦乎r接來胖畢叩緇?畝瞬啃вΓ?對提升電機功率因數(shù)，降低推力波動具有重大意義。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1直線電機的發(fā)展現(xiàn)狀在當(dāng)今時代，直線電機已經(jīng)融入到人們的生產(chǎn)生活之中，而直線電機這一概念，最初是由科學(xué)家惠斯頓（Wheatstone）于18世紀中期提出的，并制作了原型機，初代原型機誕生至今已經(jīng)有接近180年的歷史。1971年至今，直線電機得到廣泛應(yīng)用，小到汽車中應(yīng)用的雨刷器，大到推進裝置的彈射器和推進列車前行的電動機等，經(jīng)過多年的研究與發(fā)展，直線電機存在于生活的多個方面。如圖1.4所示，直線電機以其節(jié)約空間的優(yōu)點，已經(jīng)在“山城”武漢正式投入使用。圖1.4直線電機列車Fig.1.4Linearmotortrain軌道交通用直線電機的研發(fā)技術(shù)隨著時代的發(fā)展不斷提升，電機的磁路分析方法逐步完善，進入到實際應(yīng)用中的類型趨于多樣化，但直線電機特有的端部效應(yīng)仍然是研究道路上的一處難關(guān)。本節(jié)對以下三種主流直線電機進行介紹。（1）直線感應(yīng)電機直線感應(yīng)電機作為最早提出設(shè)計概念的機型，經(jīng)過多年的研究和實驗，已經(jīng)具備較為成熟的設(shè)計方案，是最早作為動力裝置應(yīng)用于軌道交通的直線電機。電機的動力示意圖如圖1.5所示，直線電機也是將氣隙作為實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換的通道，將電磁能轉(zhuǎn)換成動能，使得動子以恒定速度在定子軌道上移動，直線電機的磁場沿著水平方向運動，根據(jù)其運動方式的特點命名為行波磁常繞組中通入的交流電能夠通過氣隙實現(xiàn)

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[4]大推力永磁直線同步電機電氣特性研究[D]. 邱磊磊.安徽工程大學(xué) 2016
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[7]永磁直線同步電機設(shè)計與推力波動抑制研究[D]. 王歡.沈陽工業(yè)大學(xué) 2015
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[9]永磁直線同步電機磁阻力分析與優(yōu)化設(shè)計[D]. 何超.沈陽工業(yè)大學(xué) 2014
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