结构参数对直线电机性能的影响

姜忠臣+赵玺

摘 要：文章主要以扁平型短次级长初级直线感应电机为分析对象。文章采用有限元分析软件Ansoft对铜钢复合次级直线电机进行仿真研究，分别分析了气隙大小、次级铁轭厚度、铜层厚度对电机性能的影响。对直线电机的设计开发有一定的帮助。

关键词：直线感应电机；铜钢复合次级；Ansoft

中图分类号：TM346 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）21-0075-02

直线电机由于可以直接产生直线运动，省去了由旋转运动转化为直线运动繁琐的中间传动机构，可以替代机械机构用于直线传动[1]。直线电机结构简单、速度快、控制精度高，在直线传动领域的应用越来越广泛。

1 有限元分析

考虑到直线电机的运动速度比较低，可以使用缓慢直线运动导电媒质中的电磁场方程[2]进行研究：

（1）

式中， 、 、 分别为X、Y、Z轴的单位矢量， 为外加电流密度复振幅矢量， 为矢量磁位复振幅矢量， 、 、 为三个坐标轴的矢量磁位的复振幅的分量，？滋0为空气磁导率，？酌为次级导电板（铜层）的电导率，？棕为供电电源的角频率，v为次级运动速度，涡流场分析时速度为0。

以X-Y平面为二维场仿真，Y方向为次级运动方向。电流只在Z轴方向流动，所以， ，（1）式可简化为：

式中，？琢=，？子为极距。

2 仿真模型建立

本文用涡流场与瞬态场结合的方法对直线电机进行分析，涡流场可以仿真稳态情况，瞬态场可以仿真动态情况并能获得Fs曲线。对直线电机的模型进行仿真时为了减小纵向端部效应的影响，本文采用了6极电机，当电机极数大于或等于6时静态纵向端部效应的影响可以忽略不计[2]。……