永磁直线电动机削弱齿槽力的槽极数配合分析

黄文美，杨 帅，宋桂英

(河北工业大学，天津300130)

0引 言

直线电动机技术是一种将电能直接转换成直线运动机械能而不需要通过中间任何转换装置的新型电机，它具有系统结构简单、磨损少、噪声低、组合性强、维护方便等优点。永磁直线电动机(以下简称PMLM)由于同时具备了永磁电机与直线电动机两者的优点，具有推力大、体积小、功率因数大等特点，所以它在国防、自动化、机械等各种往复直线运动的应用场合均有较为明显的技术优势和推广价值。其中直线电动机应用于抽油中主要解决了现有抽油机无功消耗大、成本高、工作效率低的问题。它取消了旋转电机驱动抽油机的减速器、连杆及曲柄传动机构，结构简单紧凑，重量轻，调节参数方便，易于操作，效率高，能量损失少。

由于PMLM的动子铁心不是闭合的圆形，所以在动子两端存在端部效应力;同时，为放置导线而在直线电动机的电枢铁心上开槽，即使电枢绕组没有电流，也存在齿槽效应力。它们是造成PMLM推力波动的主要原因。另外，由于直线电动机采用直接驱动方式，使得系统的各种扰动直接作用在电机本身也造成了推力波动。由于推力波动的存在，严重影响了PMLM在实际工程中的运用效果。因此，减小PMLM的推力波动是分析和研究PMLM重要内容之一。文献［1］提出利用磁导调制来减小齿槽力，但齿槽力减小效果不显著，文献［2］提出通过极弧系数和槽口宽度的不同组合来减小齿槽力，但没有分析齿槽力与他们的变化规律，文献［3］提出采用分数槽可以减小齿槽力，也没有进一步分析齿槽力与分数槽的变化关系。……