【摘要】：本文針對分?jǐn)?shù)槽集中繞組永磁同步直線電機(FSCW-PMSLM)的特點,采取合理的假設(shè)與近似,將永磁體以及繞組電流等效為按實際空間位置分布的體電流密度,忽略電機磁場在z軸方向的變化,建立FSCW-PMLSM磁場的二維分層統(tǒng)一解析模型,采用分離變量法求解各層區(qū)域內(nèi)的泊松方程或拉普拉斯方程,推導(dǎo)了各個區(qū)域的磁場分布解析表達式,由于運行在小氣隙條件下的分?jǐn)?shù)槽永磁直線電機存在不可忽略的齒槽效應(yīng),而傳統(tǒng)基于平均化思想的卡式系數(shù)法在計算分?jǐn)?shù)槽永磁直線電機的磁場時精度較低,難以滿足工程應(yīng)用的需要,因此本文提出分布式卡式系數(shù)(Distributed Carter Coefficient,DSC)用以計及鐵心開槽對分?jǐn)?shù)槽電機磁場分布的影響,進而提高了電機磁場解析求解的精度。在磁場求解的基礎(chǔ)之上,本文以一臺16極15槽的樣機為例,進一步分析了電機極槽配合方式、極弧系數(shù)、永磁體厚度、氣隙長度等電機結(jié)構(gòu)參數(shù)對電機氣隙磁場、穩(wěn)態(tài)推力等性能的影響,并通過相應(yīng)的有限元仿真驗證了解析計算結(jié)果。結(jié)合電機的磁場分析結(jié)果,對涉及電機熱場分布的參數(shù)進行了計算,并以此為基礎(chǔ)采用有限元法對樣機的溫度場分布進行了計算和研究,為此類電機的進一步設(shè)計和優(yōu)化提供了一定的依據(jù)。
[Abstract]:In this paper, according to the characteristics of fractional slot concentrated winding permanent magnet synchronous linear motor (FSCW-PMSLM), reasonable assumptions and approximations are taken, and the permanent magnet and winding current are equivalent to the bulk current density distributed according to the actual space position. Ignoring the variation of the magnetic field of the motor in the z axis direction, the two-dimensional hierarchical unified analytical model of the FSCW-PMLSM magnetic field is established, and the Poisson equation or Laplace equation in each layer region is solved by using the separation variable method, and the analytical expression of the magnetic field distribution in each region is derived. Due to the tooth slot effect of fractional slot permanent magnet linear motor running in small air gap, the traditional card coefficient method based on averaging method has low precision in calculating the magnetic field of fractional slot permanent magnet linear motor. It is difficult to meet the needs of engineering application, so the distributed card coefficient (Distributed Carter Coefficient,DSC is proposed to take into account the influence of core-slotted on the magnetic field distribution of fractional slot motor, thus improving the precision of the magnetic field analysis of the motor. Based on the solution of magnetic field, this paper takes a prototype of 16 pole 15 slots as an example, and further analyzes the motor structure parameters such as pole slot matching mode, pole arc coefficient, permanent magnet thickness, air gap length and other motor structure parameters on the motor air-gap magnetic field. The effect of steady-state thrust and other performance is verified by the corresponding finite element simulation. Based on the results of the magnetic field analysis of the motor, the parameters related to the distribution of the thermal field of the motor are calculated, and the temperature field distribution of the prototype is calculated and studied by the finite element method. It provides some basis for the further design and optimization of this kind of motor.
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM359.4

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本文編號：2207128