基于MATLAB的永磁体直线电机的设计

王雪艳

（淄博职业学院，淄博 255314）

0 引言

一台旋转运动的电动机沿着半径方向的剖面图与直线电动机的相同。其简单的结构和运动方式来带了高效率。磁悬浮列车就是用直线电机来驱动的最好的例子。航空母舰上的飞机电磁弹射器也可以使用直线电机（未运用，正处于研究阶段）。目前直线电机的应用已经越来越广泛。本文以永磁电机为例探讨直线电机的工作原理和设计思路。随着计算机技术的发展，电机设计方法的发展日新月异。目前最常用的是用商业的专用软件来进行设计，但是要找到一种既有针对性又符合自己设计风格的软件并不容易，自己编程来辅助设计势在必行。程序需要根据毕奥—萨伐尔定律计算磁场，鉴于计算过程比较复杂，国内的研究成果仅有：兰州大学苟晓凡等学者的《矩形永磁体磁场分布的解析表达式》（国家自然科学重点基金项目）。经本文研究后发现，借助于MATLAB工具强大的公式推导和数值运算能力，只需用简单的程序语句便可计算出数据，然后绘制出直观图像，此法比传统的方法高效简便。MATLAB还提供了各种丰富的工具箱，比如神经网络工具箱、优化工具箱等等，可以很方便地利用它们去进行更深层次的研究。

1 单块矩形永磁体磁场计算

永磁直线电机是由通电线圈和若干块矩形永磁体组成的。要研究直线电机的工作过程，需要先弄清电机磁场的空间分布。一个长、宽、高为a、b、h的矩形永磁体如图1所示。……