共振式直線電機的機電動力學分析和最佳化設計

內容簡介

本書對拖動大振幅重負載振動機械的共振式電機這一新型電機在振動力學、電磁學、最佳化設計、系統總體功率因數以及自動控制等方面進行了比較詳細的分析與研究，此研究課題獲國家自然科學基金支持。

全書共8章，主要內容包括：雙質體振動機械在機電共振狀態下的力學分析；共振式直線電機初級模型的機電分析；共振式直線電機中級模型的機電分析；共振式直線電機高級模型的機電分析；電機參數的最佳化設計；共振式直線電機磁場和電磁力的有限元分析；忽略鐵磁阻時直線電機高級模型的機電分析；共振式直線電機及其變流器的總體功率因數研究等。本書可供從事振動機械和電磁振動機械設計和製造的科技人員使用，也可作高等院校相關、相近專業的本科生和研究生教材。

編輯推薦

本書是59177290號國家自然科學基金項目關於共振式直線電機的機電動力學分析和最佳化設計等有關成果的綜合論述。

在很多情況下，振動是一種不必要的和有害的現象。但在有些場合，振動是有益的。例如，利用振動可有效地完成許多工藝過程，或用來提高某些機器的工作效率。最近四十多年來振動機械已經在礦山和冶金工廠、選煤廠、化工廠、發電廠、鑄造廠、建築工地、水泥廠以及糧食和食品加工廠中得到了廣泛的套用。例如振動給料機、振動篩分機、振動離心脫水機、振動冷卻機、振動球磨機、振動落砂機和振動成型機等。這些振動機械在工業的各個部門中已發揮了重要的作用。

國內外拖動振動機械的電機有兩類：旋轉電機和往復振盪的直線電機。往復振盪的直線電機與旋轉電機相比，它的結構簡單，能適應各種振動機械的工作特點，不需要中間傳動機構將旋轉運動轉化為直線運動，故損耗較小，使用可靠、壽命長。這種直線電機一般工作在完全的機電共振狀態或近似的機電共振狀態(即供電頻率——電磁激振力的頻率，與振動機械的固有頻率完全相等或近似相等)，因此學術界稱之為共振式直線電機，本書則簡稱為電機或直線電機。

上述直線電機又分為兩類：第一類小振幅(雙振幅小於3.5mm)重負載(功率數百瓦至數千瓦)，已被國內外大量使用於振動給料機等振動機械上，工業界稱之為“電磁振動給料機”或“電振機”；第二類大振幅(雙振幅6mm以上)輕負載(功率0.25瓦至幾十瓦)，在國外被用於製冷和壓縮機上，被稱為電磁線性馬達壓縮機。由於這兩類直線電機均不能滿足多數振動機械既需要重負載又需要大振幅的工藝狀態，因此多數振動機械只能用旋轉電機來拖動。

對於上述直線電機進行改進使之既能拖動重負載、又能作大振幅運行，這一點相當困難。圍繞這一難題，作者從1985年開始主要利用業餘時間進行了19年的探索和研究。這期間得到了國家自然科學基金、原機械部教育司預演和開發基金以及河南科技大學(原洛陽工學院)科研基金等三級科學基金的資助，並有幸得到中國電工技術學會直線電機分專業委員會主任委員、西安交通大學電機專業博士導師陳世坤教授的精心指導和鼓勵。

經過對共振式直線電機的運行原理、性能計算和設計方法的研究，研製完成了一台大振幅(雙振幅近9mm)、重負載(功率400瓦)的原理樣機並進行了試驗驗證。經國家自然科學基金委員會電工學科指定專家對《共振式直線電機研製報告》(含實驗報告和有關論文)進行評議，認為：試驗證明各項技術指標大部分達到了預期的要求，證明所提出的理論分析和設計方法基本正確；舊式電振機雙振幅一般只有1.5～3.5mm，而本樣機雙振幅約9mm，較前大大提高，具有較大的實用價值。

共振式直線電機的機電動力學分析和最佳化設計

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