【摘 要】
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圆筒型直线感应电机具有结构简单,成本低廉等优点,在短行程、小功率的直线运动场合具有广泛的应用前景。本文针对圆筒型直线感应电机结构的最佳参数配合及优化设计展开研究。
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圆筒型直线感应电机具有结构简单,成本低廉等优点,在短行程、小功率的直线运动场合具有广泛的应用前景。本文针对圆筒型直线感应电机结构的最佳参数配合及优化设计展开研究。经过合理的假设,构建出了圆筒型直线感应电机的气隙磁场模型,结合轴对称问题的特点,推导出轴对称解析方程。用有限元法对电机进行静态磁场分析,验证解析结果的合理性。在此基础上,对圆筒型直线感应电机进行预设计,编制电磁校核程序,确定优化设计的初始方案。从提高电机的力能指标和力功比出发,对电机整体结构进行优化,有效改善电机性能,建立了单相圆筒型直线感应电机的优化模型,提出用遗传算法来优化设计电机。通过磁路分析和参数计算得出电机的等效电路,在此基础上进行了静态特性分析与计算;借鉴旋转感应电机数学建模理论及绕组函数法求取电感参数理论,用“路”的方法建立了α—β分析模型,对优化后电机的堵转、稳定运行过程中突加负载和突然换相等动态特性进行了仿真。在充分考虑涡流效应、饱和效应和纵向边端效应的前提下,利用有限元法在电压源激励下求解圆筒型直线感应电机的稳态涡流场,得出了电机的损耗,分析计算了圆筒型直线感应电机的瞬态温度场。优化设计圆筒型直线感应电机,并对其静态特性、结构参数和瞬态温度场进行研究,有助于进一步完善理论,为圆筒型直线电机的发展奠定基础。
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