《雙向交鏈橫向磁通直線永磁同步電機的研究》是依託哈爾濱工業大學，由寇寶泉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：雙向交鏈橫向磁通直線永磁同步電機的研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：寇寶泉
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
直線電機驅動系統具有速度範圍寬、加速度大、定位精度高、行程不受限制等突出優點，因此，在數控裝備、半導體製造裝備中得到了越來越廣泛的套用。.本項目提出並研究一種雙向交鏈橫向磁通直線永磁同步電機，與傳統的直線電機相比，本方案具有推力密度高、結構簡單、成本低、效率高等特點，可有效地減小直線電機的體積和重量，在直接驅動領域具有良好的套用前景。.本項目重點圍繞該新型橫向磁通直線電機的推力密度提升機理、數學模型、系統特性以及設計方法展開研究：研究分析該橫向磁通直線電機與傳統縱向磁通直線電機的推力密度極限性能；對比分析不同拓撲結構雙向交鏈橫向磁通直線電機的推力密度、功率因數特性；探索電機主要尺寸變化對推力密度、功率因數的影響規律；研究該類型直線電機定位力特性及其抑制方法；分析橫向極距、縱向極距、極弧係數等參數變化對電機推力密度的影響；研究不同拓撲結構雙向交鏈橫向磁通直線電機的設計方法。
結題摘要
直線電機驅動系統具有速度範圍寬、加速度大、定位精度高、行程不受限制等突出優點，因此，在數控裝備、半導體製造裝備中得到了越來越廣泛的套用。 本項目提出並研究一種雙向交鏈橫向磁通直線永磁同步電機，與傳統的直線電機相比，本方案具有推力密度高、結構簡單、成本低、效率高等特點，可有效地減小直線電機的體積和重量，在直接驅動領域具有良好的套用前景。 本項目重點圍繞該新型橫向磁通直線電機的推力密度提升機理、數學模型、系統特性以及設計方法展開研究：對比分析了雙向交鏈橫向磁通直線永磁同步電機與傳統橫向磁通直線電機、縱向磁通直線電機電磁推力產生機理，發現雙向交鏈橫向磁通電機不僅具有橫向磁通電機電磁負荷解耦的特點，可以通過減小極距，增加極數的方法提升推力密度，同時雙向交鏈結構使得電機內部空間利用率及永磁體的利用率提高，有利於電機推力密度的提升；通過採用等效磁路法與有限元相結合的方法，分析了雙向交鏈橫向磁通直線永磁同步電機的主磁場與漏磁場，推導了繞組反電勢的計算式、電磁推力的表達式、主電感與漏電感的計算式，建立了該電機的數學模型；通過有限元法計算了雙向交鏈橫向磁通直線永磁同步電機的各部分磁場，分析了電機主要尺寸變化對推力密度的影響，包括縱向極距、橫向極距、橫向齒寬、橫向槽寬與槽高對推力密度的影響，為電機主要結構尺寸的確定提供了理論依據；最佳化了電機主要尺寸參數，如初級單元鐵心疊厚、極弧係數對電機定位力的影響，同時也對比分析了採用斜極、分段錯極方法對電機定位力的影響，結果表明，採用三相結構的合理分布可以大幅削減電機的定位力，同時極弧係數為0.6，初級單元鐵心為0.7倍的極距時電機定位力較小；在電機數學模型與特性分析的基礎上，本項目開展了對雙向交鏈橫向磁通直線電機設計方法的研究。提出了該電機的基本設計原則，確定了電機主要尺寸參數的計算方法，為電機的工程化設計與製造提供了有力的理論與技術支撐。 通過系統的分析，完善的最佳化，本項目建立了雙向交鏈橫向磁通永磁同步直線電機的理論體系，進一步豐富了直線電機種類，為直線電機的廣泛套用夯實了基礎。
