圓筒型開關(guān)磁鏈永磁直線電機(jī)的研究.pdf

1、作為自由活塞斯特林發(fā)電系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)，圓筒型永磁直線電機(jī)雖然具有高功率密度、高效率等優(yōu)點，但是電機(jī)在高速振蕩時，很難兼顧動子結(jié)構(gòu)的牢固性與電機(jī)的動態(tài)響應(yīng)特性，并且永磁體在高溫下易造成不可逆退磁。為了解決以上問題，本文對一種新型圓筒型開關(guān)磁鏈永磁直線電機(jī)進(jìn)行了深入研究，該電機(jī)動子結(jié)構(gòu)簡單、牢固、質(zhì)量輕，初級位于電機(jī)外側(cè)易于散熱，并且單相繞組使電機(jī)在啟動時更加易于控制。
　　首先，本文討論了電機(jī)在不同工作狀態(tài)運(yùn)行的工作原理，推導(dǎo)了電機(jī)

2、的基本電磁模型、等效電路模型和簡諧運(yùn)動模型。初步設(shè)計了一臺300W電機(jī)模型，在圓柱坐標(biāo)系下建立了電機(jī)的二維有限元模型。通過有限元分析，討論了電機(jī)的漏磁情況、氣隙磁密分布、電感波動、磁鏈波形、反電勢波形等基本電磁特性，分析了運(yùn)動狀態(tài)對于電機(jī)反電勢、功率、損耗、負(fù)載特性的影響。
　　其次，本文研究了電機(jī)的永磁體形狀、定子/動子齒寬、動子軛部內(nèi)/外徑這些結(jié)構(gòu)變化對電機(jī)的影響，主要觀察了電機(jī)的反電勢、功率、功率密度、損耗、效率、推力等指標(biāo)

3、，優(yōu)化過程重點考慮電機(jī)具有較高的功率密度，以及較高的效率和推力。
　　然后，本文討論了電機(jī)磁阻力的來源及主要削弱方法。通過有限元分析了電機(jī)磁阻力對推力的影響，經(jīng)過仿真對比，提出通過合理的結(jié)構(gòu)參數(shù)配比來減弱磁阻力的方法，主要通過調(diào)整定子齒寬度和永磁體厚度的配合、定子齒寬度和動子齒寬的配合來實現(xiàn)。
　　最后，本文分析了電機(jī)的三維穩(wěn)態(tài)溫度場特性，討論了封閉機(jī)殼下電機(jī)雙凸極結(jié)構(gòu)溫度場分布的特殊性。建立了電機(jī)的三維物理模型，確定了主要