高速大推力長初級(jí)直線電動(dòng)機(jī)的研究.pdf

1、直線電機(jī)直接將電能轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，省去了中間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在直線運(yùn)動(dòng)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)具有廣闊的應(yīng)用前景。本文主要研究應(yīng)用于電磁彈射、沖撞實(shí)驗(yàn)平臺(tái)等高速大推力加速運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域內(nèi)的直線電機(jī)。首先，以該領(lǐng)域最為常見的直線感應(yīng)電機(jī)為研究對(duì)象，研究了雙邊長初級(jí)直線感應(yīng)電機(jī)的設(shè)計(jì)方法、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)以及數(shù)學(xué)模型建立；其次，根據(jù)磁通切換電機(jī)原理，探索性研究初級(jí)永磁直線電機(jī)于高加速領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用的可能性。研究了長初級(jí)磁通切換型永磁直線電機(jī)的工作原理、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性以及優(yōu)

2、化設(shè)計(jì)；另外，設(shè)計(jì)并制造了長初級(jí)感應(yīng)電機(jī)小型樣機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)，并對(duì)該感應(yīng)電機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。最后，通過小尺寸短初級(jí)磁通切換永磁直線電機(jī)驗(yàn)證了所提出長初級(jí)磁通切換型永磁直線電機(jī)的性能。為這兩種電機(jī)在該領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)一步深入應(yīng)用研究奠定基礎(chǔ)。
　　論文主要研究成果包括以下幾個(gè)方面
　　1.通過研究雙邊長初級(jí)直線感應(yīng)電機(jī)的工作原理，提出了適用于雙邊長初級(jí)直線感應(yīng)電機(jī)的設(shè)計(jì)方法，并獲得了設(shè)計(jì)參數(shù)。采用有限元方法分析了所設(shè)計(jì)電機(jī)的電磁性能。

3、r>　　2.在研究雙邊長初級(jí)直線感應(yīng)電機(jī)的初級(jí)和次級(jí)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)電機(jī)性能的影響的基礎(chǔ)之上，根據(jù)其推力特性，提出了削弱電機(jī)邊端效應(yīng)的優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)和電源施加方式。并通過有限元進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　3.建立了雙邊長初級(jí)直線感應(yīng)電機(jī)的動(dòng)態(tài)等效電路和數(shù)學(xué)模型，并推導(dǎo)了該電機(jī)的穩(wěn)態(tài)推力和動(dòng)態(tài)推力控制策略。
　　4.根據(jù)所設(shè)計(jì)雙邊直線感應(yīng)電機(jī)的參數(shù)，搭建了雙邊長初級(jí)直線感應(yīng)電機(jī)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并設(shè)計(jì)了電機(jī)的制動(dòng)裝置和控制系統(tǒng)。進(jìn)行了相關(guān)的電機(jī)測試實(shí)

4、驗(yàn)，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)電機(jī)的推力特性。
　　5.根據(jù)旋轉(zhuǎn)型磁通切換電機(jī)原理，提出了適用于加速應(yīng)用領(lǐng)域的長初級(jí)磁通切換型永磁直線電機(jī)結(jié)構(gòu)，并對(duì)其靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了研究。
　　6.通過研究所提出磁通切換型永磁直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)電機(jī)性能的影響。根據(jù)磁通切換直線電機(jī)的工作原理，提出了減小該電機(jī)推力波動(dòng)的優(yōu)化結(jié)構(gòu)和補(bǔ)償方法，并通過有限元進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
　　7.建立了小尺寸短初級(jí)磁通切換型永磁直線電機(jī)的實(shí)驗(yàn)測試平臺(tái)，進(jìn)行了測試