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《浙江大学》 2003年
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永磁直线电机的驱动特性理论及推力波动优化设计研究

潘开林  
【摘要】:本文在浙江省科技计划重点项目的资助下,对永磁直线同步电机的电磁特性、电磁参数、稳态特性、力场特性及其推力波动等直接驱动特性进行了深入而系统的研究。 第一章,阐述本论文研究的工程背景与学术价值,详细介绍了国内外直线电机直接驱动技术的特点及其在机械装备、电子专用装备中的应用与研究现状,提出论文研究的主要内容。 第二章,提出了基于EMC(等效磁化电流)的永磁直线电机直接驱动单元的电磁场分析统一模型。在该模型中,永磁体与绕组电流采用通用的傅立叶级数(积分)表示,从而使两者的电磁场分析具有相同的形式。并运用该模型对空心与无槽永磁直线同步电机进行了电磁场对比分析,并与有限元分析进行了对比验证,结果吻合良好。 第三章,采用许-可变换建立了铁心齿槽永磁直线电机的齿槽效应电磁场分析模型,并结合上一章的统一模型,对铁心分数槽PMLSM的电磁场进行了电磁场解析;并与有限元数值分析进行对比验证,结果吻合良好。 第四章,建立PMLSM的稳态运行方程、相量图、电磁功率方程以及推力等;在此基础上,进一步探讨PMLSM的力角特性、电源电压幅值与频率对功率以及推力的影响、推力系数等。在上述基础理论与前两章电磁场分析的基础上,基于场路结合,分析PMLSM的等效电路与相关电磁参数,并进一步分析其稳态运行特性、功率方程、推力系数等。 第五章,运用有限元数值分析方法,对试验PMLSM在不同电流幅值(电流相位不变)与不同电流相位(电流幅值不变)情况下的水平推力、法向吸力,验证交轴电流与推力之间的关系等。最后对PMLSM的推力波动的产生机理进行了分析,指出关键是反电势波形的正弦形,并进一步论述了通过改善反电动势波形从而降低推力波动的两种有效措施。 第六章,从推力波动的角度对边端效应和齿槽效应进行建模与优化。首先,采用半无限单端结构建立了由于边端效应产生的边端力分析模型,运用傅立叶级数与数值分析相结合的方法对边端力进行了分析,并提出了优化动子长度从而降低边端力的原理与方法;采用有限元数值方法对齿槽效应产生的齿槽力进行建模与分析,以及分数槽与整数槽、不同齿槽结构尺寸下的齿槽力对比分析;最后分析了永磁体宽度对磁阻力的影响,从而确立优化的动子长度、分数槽与永磁体宽度。 第七章,试验研究。提出电磁参数与稳态特性运行测试的试验方案,成功地测试与分析了PMLSM的电磁参数、磁阻力、速度稳定性、精度与重复定位精度特性。并将测试电磁参数和磁阻力与前述分析结果进行了对比验证,均具有较好的一致性。速度特性测试表明PMLSM具有良好的速度稳定性。最后,运用试验设计(DOE)方法与统计学原理,对PMLSM的定位精度、重复定位精度进行统计分析。 第八章,结论和展望。总结全文的主要研究内容和创新点,展望未来的研究工作。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TM351

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前7条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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7 刘吉柱;面向电磁弹射器的永磁直线同步电机驱动系统研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 王灿飞;永磁开关磁链直线电机研究[D];浙江大学;2012年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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6 张明超;永磁同步直线电机推力波动建模与抑制方法研究[D];清华大学;2010年
7 牟晓杰;扁平型永磁直线同步电机进给系统热态特性的研究[D];浙江大学;2012年
8 张艳丽;无刷直流直线电机相似性的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
9 张盛锋;永磁直线同步电动机关键技术的研究[D];沈阳工业大学;2007年
10 蒋莉莉;永磁直线同步电机动态性能研究[D];沈阳工业大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 曹荣敏;周惠兴;陈现敏;文华强;;基于永磁直线电机的倒立摆创新实验平台设计[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
8 刘伟;刘万振;Joonsik.Choi;林江波;;吸尘器中高效永磁通用电机的研究[A];第十一届全国永磁电机学术交流会论文集[C];2011年
9 刘琳琳;戈宝军;张志强;;变频电动机转子三维温度场计算及槽形影响分析[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
10 袁建生;李军;左鹏;宋向前;;不同截面形状轨道的电磁炮电流分布特性分析[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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10 张明超;永磁同步直线电机推力波动建模与抑制方法研究[D];清华大学;2010年
【二级引证文献】
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10 单旭东;;直线同步电机定子两相短路稳态分析[J];伺服控制;2010年02期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 胡楚雄;基于全局任务坐标系的精密轮廓运动控制研究[D];浙江大学;2010年
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3 曾理湛;永磁同步直线电机复杂机电耦合系统分析与控制方法[D];华中科技大学;2011年
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9 潘孟春;高速磁浮列车波动特性及其抑制技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
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3 肖英龙;日本连铸工艺中电磁力应用技术[N];中国冶金报;2006年
4 单佳;连铸工艺用电磁力的研究和今后展望[N];世界金属导报;2001年
5 ;国投电力 增发成为业绩直接驱动[N];中国证券报;2007年
6 中国缝制机械协会副理事长 王承康;CISMA2005五大亮点抢先看[N];中国服饰报;2005年
7 许玲珑;丹纳赫传动很精彩[N];中国包装报;2007年
8 窦光宇;性能优异的超导电磁船[N];中国知识产权报;2000年
9 湖南 李杰;单片机直接驱动LED数码显示[N];电子报;2002年
10 山西益通节能技术研究所 刘建平;采用电磁力压制合成石薄板的研究[N];中国建材报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 潘开林;永磁直线电机的驱动特性理论及推力波动优化设计研究[D];浙江大学;2003年
2 邵波;永磁直线同步电机关键技术的研究[D];浙江大学;2007年
3 齐丽;T-S模型鲁棒控制及在PMLSM系统速度控制中的应用[D];沈阳工业大学;2012年
4 芦娜;断路器电接触在线补偿的分析及优化设计[D];北京邮电大学;2009年
5 田艳丰;永磁直线同步电动机鲁棒控制策略研究[D];沈阳工业大学;2010年
6 郭春海;电磁力扰动作用下微管道中液体流动与混合的特性研究[D];南京理工大学;2012年
7 洪俊杰;绕组分段永磁直线同步电机电流预测控制的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 王海星;永磁直线同步电动机直接推力控制策略研究[D];中国矿业大学(北京);2010年
9 王晓东;电磁力对金属熔体驱动与运动形态控制的研究[D];大连理工大学;2002年
10 刘哲民;横向磁通永磁同步电机研究[D];沈阳工业大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 苑淑云;船舶交流磁流体推进新方法研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
2 王继辉;真空灭弧室的磁场计算与分析[D];沈阳工业大学;2007年
3 刘红丽;基于DSP的垂直运动PMLSM驱动技术软件设计[D];太原理工大学;2010年
4 牟进发;时变电磁场电磁力及其效果分析[D];燕山大学;2005年
5 张婧;基于电磁力的焊接热裂纹随焊控制新方法[D];哈尔滨工业大学;2006年
6 李夏云;低雷诺数圆柱绕流电磁控制的研究[D];南京理工大学;2007年
7 徐美松;圆柱绕流电磁控制与优化[D];南京理工大学;2008年
8 芦冰;直线同步电机特性的仿真分析[D];大连交通大学;2008年
9 姚罡;电磁力微成形装置的研制[D];华北电力大学(北京);2009年
10 吴迁;三峡水轮发电机定子汇流环动力分析[D];华中科技大学;2008年
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