考虑级间耦合高速多级圆筒型直线感应电机性能

关晓存 雷 彬 李治源 赵 然

（军械工程学院三系 石家庄 050003）

1 引言

直线感应电机具有结构简单、适应性比较强、特别适宜于高速运行等优点[1-3]，国内外都比较重视。直线感应电机可以按功能用途可分为:力电机、功电机和能电机。其中力电机主要应用于低速设备上，例如阀门的开闭、门窗的移动[4]等；功电机主要应用于长期连续运行的设备，例如高速磁悬浮列车[5]等；这两种电机在国内已经有很多单位在研究，并且已经应用于日常生活中[6]。但能电机目前国内研究较少，能电机是指在短时间内所产生动能的驱动电机，主要性能指标是能效率[7]。在传统直线感应电机中一般都有铁心和绕组槽，电源一般都是三相380V供电；由于铁心具有磁饱和现象，限制了加速力的大小[8-10]；而有绕组槽，增加了气隙磁场的齿谐波，使得能效率降低[11-13]；三相供电加大了动子的加速力波动，使得动子在运行过程中不平稳[14-19]。为了提高能效率，图1所示的高速多级圆筒型直线感应电机，在结构中去掉铁心和绕组槽，并且使用电容器组供电，可以做到高压驱动，特别适宜于高速发射领域。

图1 电容器驱动高速长定子圆筒型直线感应电机二维示意图Fig.1 Two dimensional model of HSMCLIM

2 考虑级间耦合电机磁场控制模型

由于该类型电机采用的是电容器组供电，并且电路中还有二极管等续流装置，因此无法采用电机理论来分析该类型电机，所以从磁场、电路、运动耦合角度推导了该电机的数学模型。

为了建立多级长定子直线感应电动机的机电耦合模型，做如下假设: