动磁式直线振荡电机性能模拟及实验
一种动磁式直线振荡电机的设计与分析
一种动磁式直线振荡电机的设计与分析田乐;吴觅旎;庄周;卢琴芬【摘要】针对横向磁通式双定子动磁式直线振荡电机推力较小的问题,分析了该电机的工作原理,建立了动力学模型,探究了其动力学特性,基于三维有限元方法建立了电机的有限元模型,探究了气隙厚度、永磁体长度、永磁体厚度、动子位置、内定子厚度等参数对电机力性能的影响.在此基础上,优化了电机结构参数,并设计了适用于制冷压缩机的大推力方案.研究结果表明,电机的运动呈现正弦规律,永磁体长度等结构参数对电机力性能影响较大,参数合理优化后,输出总推力能达到700N以上,满足压缩机大推力应用需求.【期刊名称】《机电工程》【年(卷),期】2015(032)012【总页数】5页(P1590-1594)【关键词】直线振荡电机;电磁推力;优化;有限元法【作者】田乐;吴觅旎;庄周;卢琴芬【作者单位】浙江大学电气工程学院,浙江杭州310027;浙江大学电气工程学院,浙江杭州310027;浙江大学电气工程学院,浙江杭州310027;浙江大学电气工程学院,浙江杭州310027【正文语种】中文【中图分类】TH39;TM3590 引言冰箱、空调等制冷机已成为办公室及家庭的常用电器，其内部的核心部件压缩机主要由旋转电机与曲柄-连杆系统构成，存在传动效率低、摩擦损耗严重和噪声大等问题。
而直线电机能够直接驱动负载做直线运动，省去了曲柄-连杆系统，提高了系统的机械效率［1］。
在此背景下，开发低成本、高效率的直线振荡压缩机成为国内外研究的热点。
相比于传统的旋转电机驱动的压缩机，直线电机直接驱动活塞做同轴心的往复直线运动，侧向力很小，并具有机械损耗小、效率高、结构简单紧凑、振动和噪声小、寿命长等优点［2］。
直线振荡电机通常可以按照运动体形式分为动圈式、动铁芯式和动磁式，其中动磁式直线振荡电机结构简单，体积小，损耗小，易于控制，近年来受到广泛的研究与关注［3］。
2005年，浙江大学的谢洁飞等［4］研制了一台冰箱用动磁式直线压缩机，该样机活塞行程20 mm，运动质量0.9 kg。
基于Simplorer和Maxwell联合运行的线性压缩机仿真模拟
Ｆ ＝∑ ａｃ ｗ ＋ ．ｎｔ ＋ａ ． ｓｔ ｂｓｔ） ｏ ｏ ｉｏ
ａ ｎ＝ ６ ＝ ） ｏｎ ｔ （ ０， ＇ ’ ）（ ） ｃ ｓｗ ｄ ｎ＝ ｌ２ … ２ ３ ｆｓ ｄ （ ０ ｌ２ ． ）ｉ ｎ ￡ ｎ＝ ， ． ）
Ｓｍ ｌ ｅ 软件 中 ， ｉ ｐｏ ｒ ｒ 同时在 Ｓｍ ｌｒｒ 件 中建 立 电路 ｉ ｐｏｅ 软 模 型 和线性 压缩 机 的动 力 学模 型 ， 定 线 性压 缩 机 设
ＺＯＵ Ｈｕｉｍ ｉ ， ＡＮＧ ｉｑ ｎ ’ ＰＥＮＧ ｏ ｈ ｎｇ ＇ ＴＩ ． ｎｇ ＺＨ Ｌ — ｉ ， Ｇｕ — ｏ ， ＡＮ ａ ｇ— ｉ ｇ Ｃｈ ｎ ｑ ｎ
（ ． ｅ ｎ ａ ｓｔｔ ｏ ｈｓ ｓａｄＣ ｅ ｉｒ， ｈ ｅ ｃｄｍ ｃ ｎｅ，ｅｉ ０ １０ Ｃ ｉａ １Ｔｃ ｉ ｌ ｎｔｕ ｈ ｃ Ｉ ｉ ｅ ｆＰ ｙｉ ｎ ｈｍｓ ｙ Ｃ ｉ ｓ Ａ ａｅ ｙｏ ｉ ｃｓＢ ｉ ｇ１０ ９ ， ｈ ； ｃ ｔ ｎｅ ｆＳ ｅ ｊ ｎ ｎ ２ Ｇａ ｕ ｔ Ｕ ｉ ｒｔ ｏ ｈｎｓ Ａ ａｅ ｙｏ ｉ ｃｓＢ ｉ ｇ１０ ９ ， ｈ ａ ． ｒｄ ａｅ ｎｖ ｓｙｆ Ｃ ｉ ｅ ｃｄｍ Ｓ ｅ ｅ，ｅ ｎ ０ １０ Ｃ ｉ ） ｅ ｉ ｅ ｆ ｃｎ ｆ ｎ
ｓ —
：
—
（ 斗 ４ ）
基 于是 Ｍａ ｗｅｌ ｘ ｌ 的
Ｔｒ ｎｓｅ ｓ ｌ ｉ ｎ ａ ｉ ｎｔ ｏ ｕｔｏ
互影 响 ， 只有建 立一 个 能 够 同 时进 行 机 械 系统 的动 力学 分析 、 电磁 场 的数 值 分 析 以及 电路 系统 的控 制
调节 性能 分析 的仿 真模 型 ， 能 更 准 确 的进 行 线性 才
压缩 机 的仿 真 模 拟 Ｊ 。本 文 在 Ｓｍ ｌ ｅ 仿 真 软件 ｉ ｐｏ ｒ ｒ 和 Ｍａｗ ｌ 磁 场 二 维 瞬 态 分 析 软 件 联 合 仿 真 平 台 ｘｅ ｌ 上 ， Ｍａｗ ｌ磁 场 二 维 瞬 态 分 析 的结 果 直 接 引 将 ｘｅ ｌ 入 Ｓｍ ｌｒ 仿 真软件 中进行 联合 运 行 ， ｉ ｐｏｅ ｒ 建立 了动磁
动磁式横向磁通直线振荡电机建模分析
Abstract : A va ilable m ov ing m agnet linear oscillatory m o tor has m any disadvantages such as comp lex structure and f lux leakage . So a novel m ov in g m agnet transverse flux linear osc illatory m otor w as presen ted , th is mo tor has th e character is tics o f light w e ig ht o f m over , si m ple m anufacture process, good fo rce character is tics . B ased on equ iv a lent m agnetic c ircu it m ode,l the expression of e lectrom agnet ic force w as estab lished . F or m ula d isplay that electrom agnetic force coefficient has relat io nship w ith the mo tor struc ture para m eters and per m anent m agnet but no tw ith the position of m over . In order to verify the equ iv alen t m agnetic c ircu it m ode l and ana ly ze the m o tor , the 3D fin ite elem ent m odel w as estab lished . Then the m agnetic field in air gap w as analyzed and the effect of per m anent m agnet and outsid e stator s ax ia l leng th on stroke w as investigated on the basis of th e 3D finite elem ent m ode.l F in ally , the characterist ic s of m otor w as researched by correspondin g experi m en. t T he m odels w as va lid ated by exper i m enta l resu lts . A ll analysis results are benefit to m otor s ' opt i m al desig n . K ey w ord s : transverse flux; m ov in g m agne; t lin ear oscillatory m otors; m agnetic c ircu i; t finite e lem ent
模电论文——振荡式微型电动机三相交流电源的仿真设计
编号本科生课程设计报告题目：振荡式微型电动机三相交流电源的设计学院专业学号学生姓名指导教师模电课程设计报告----------振荡式微型电动机三相交流电源的设计课程设计小组成员：课程设计指导老师：课程设计时间：2012.6.25~2012.7.1一、课题名称：振荡式微型电动机三相交流电源的设计二、设计内容及要求：1.振荡式三相正弦波变流电源：输入直流电压正负15V，输出三相交流电压正负10V，频率405HZ，输出电流200mA以上，三相电压不对称度小于2%，频率稳定度~，正弦波的失真度小于1%。
2.振荡式三相梯形波变流电源：输入直流电压正负30V，输出移相交流电压正负14V，频率500HZ，输出电流200mA以上，移相电压不对称度小于2%，频率稳定度~，梯形波的失真度小于1%。
3.振荡式三相方波变流电源：输入直流电压正负30V，输出方波交流电压正负15V，频率406HZ，输出电流200mA以上，方波电压不对称度小于2%，频率稳定度~。
三、设计的电路图以及工作原理分析、器件参数选择：1. 振荡式三相正弦波：（1）电路原理图：（2）工作原理分析：集成运算放大器AR1和外围元件R1，R2，R3，电容C1构成有源移相器。
其频率特性为：=)(jw A i U U 0= —12R R • CjwR 211+ 幅频特性为: =)(w A 21R R •)(2112c wR +相频特性为：C R 2arctan )(ωπωφ--=式中，π-为反相输入运算放大器的基本相移，C R 2arctan ω为有源移相的附加相移。
由幅频特性得出有源移相器的对数幅频特性为：20㏒20)(=ωA ㏒12R R 20-㏒)(212C R ω+若取12R R =2，)(320C R ==ωω，并代入相频特性和对数幅频特性式中可得有源移相器的增益1)(=ωA ，这是有源移相器构成正弦波震荡器的幅值平衡条件，相移︒=︒+︒-︒-=12036060180)(ωϕ，表明输出电压0U 领先输入电压i U 相位角︒120，是有源移相器构成正弦波震荡器的相位平衡条件。
直线振荡电机数学模型的研究
图 4 直线振荡电机等效磁路图
假设绕组线圈产生的有效磁通为 ，相邻磁 铁通过的有效磁通分别为 和 ，根据磁路的欧 姆定律可得以下磁路方程 [5]：
（7）
从而可得：
（17）
定义：
，
，
，则
（18）
式中磁能 W 由定子线圈绕组通电产生的电 磁能 、永磁体单独作用时磁定位磁能 和通 电绕组和永磁体相互作用产生的互磁能 组成 [7]。系统磁能由定子线圈电流和动子位移决定。 由磁共能理论可知，电机的电磁推力定义为当绕
（26）
（20）
定义电磁推力系数：
（21）
则电磁推力可以表示为：
（22）
图 6 直线振荡电机动力学模型
则电磁推力可以表示为：
（23）
2 等效电路计算及动力学模型
3 作用力计算及动力学等效模型
3.1 电磁力 由上节分析可知电机的电磁力与绕组电流成
当电机工作时，交流电产生的电枢磁场与永 正比，即：
磁体产生的磁场相互作用，推动动子运动。线圈 上产生的感应电动势为磁链对时间的导数，如式 （24）所示：
青岛远洋船员职业学院学报
Qingdao Yuan Yang Chuan Yuan Zhi Ye Xue Yuan Xue Bao
VOL.40 NO.2
假设定子铁芯磁导率为无穷大，忽略漏磁， 同时忽略永磁体的磁滞损耗、涡流损耗及温度对 铁磁材料的影响，其等效磁路结构如图 4 所示 [4]。 其 中 F a 为 定 子 绕 组 产 生 的 激 磁 磁 动 势；F m1 和 Fm2 分别为相邻两块磁铁产生的等效磁动势；Rx （x=1、2） 为 气 隙 磁 阻，Rmx（x=1、2） 为 永 磁 体磁阻。假设永磁体的轴向长度为 a，运动方向 长度为 b，厚度为 dm。线圈绕组的匝数为 N，通 入的电流为 i，则：
用于斯特林热机的动圈式直线电机设计与分析
用于斯特林热机的动圈式直线电机设计与分析贾红书;洪国同;陈厚磊【摘要】In order to develop linear motor for free piston Stirling generator, moving coil linear motor structure was designed. Magnetic field of the motor was obtained by finite element simulation and testing, and the output characteristic were studied. The calculated results of magnetic field using the finite element software ANSYS meet the experimental results, and the results show that magnetic flux density a-chieved 626 mT at the air-gap is 6 mm. Experimental system for testing output characteristics of the moving coil motor was established. Output characteristics testing of moving coil linear motor was conducted. The results show that effective output voltage increases linearly with displacement at constant magnetic field strength, coil length and moving frequency. The slope is the function of coil impedance and external load. Moreover, the output voltage increases at load resistance under conditions of same input voltage at a constant coil displacement. The calculatied natrual frequency is 16. 5 Hz. The output current of the motor decreases with the increasing of work frequency away from the system natural frequency, and the efficiency of the system is 20% .%为了研制用于自由活塞斯特林发电机的直线电机,完成动圈式直线电机结构设计,模拟并测试电机磁场强度,对发电机的输出特性进行实验研究.采用有限元软件ANSYS计算电机的磁场密度,并与测试结果进行比较,气隙宽度为6 mm时,磁通密度为626 mT,计算结果与测试值一致；搭建动圈式发电机的输出特性测试系统,进行实验研究.实验结果表明,磁场中线圈长度和电机频率不变时,有效输出电压随线圈位移线性增大,斜率与线圈阻抗和外接负载有关；系统的固有频率计算值为16.5 Hz,当工作频率远离系统固有频率时,电机输出电流随工作频率的增大而变小,系统效率最高为20％.【期刊名称】《电机与控制学报》【年(卷),期】2011(015)012【总页数】5页(P21-25)【关键词】动圈式直线电机;自由活塞斯特林发电机;磁通密度;输出特性;频率【作者】贾红书;洪国同;陈厚磊【作者单位】中国科学院理化技术研究所,北京100190;中国科学院研究生院,北京100049;中国科学院理化技术研究所,北京100190;中国科学院理化技术研究所,北京100190【正文语种】中文【中图分类】TM340 引言斯特林发动机是一种外部加热闭式循环的能量转化装置，具有同卡诺循环相同的热效率，可以采用多种外部热源，如液态燃料、煤、生物质能、太阳能、同位素热源以及多种余热能，通过工质的热力循环将热能转化为活塞运动的机械能。
基于ansoft的动磁式直线振荡电机的研究
基于ansoft的动磁式直线振荡电机的研究张博;时岩;孙志懿;张洪生【摘要】This paper researches on a linear compressor with a new type moving magnet linear oscil ation motor and aims to design and develop a linear motor with high frequency and high power. It also describes the two structures of the moving magnet linear oscil-lation motor in detail, calculates its important performance parameters by the finite element software, completes its prototype pro-cessing and according to its prototype and existing experimental conditions, establishes a set of test system to test its thrust coeffi-cient and analyse the influencing factor on its thrust.%针对一种新型的直线压缩机用动磁式直线振荡电机展开研究，旨在设计研发出一种高频大功率的直线电机。
详细介绍了2种动磁式直线振荡电机的结构，确定了动磁式直线振荡电机的结构方案。
利用有限元软件计算出该直线振荡电机的重要性能参数。
完成动磁式直线振荡电机样机加工，用样机建立试验系统，测试其比推力系数，并分析了影响其比推力的因素。
【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】4页(P174-177)【关键词】直线电机;有限元;比推力;仿真分析【作者】张博;时岩;孙志懿;张洪生【作者单位】南京理工大学，江苏南京210094;南京理工大学，江苏南京210094;南京理工大学，江苏南京210094;南京理工大学，江苏南京210094【正文语种】中文【中图分类】TM3直线振荡电机是具有直驱优势的集驱动、传动于一体的新型电机，主要用于短行程、高频往复直线运动场合，可将电能直接转换为直线运动形式的机械能而无需任何中间转化装置，其传动链短、摩擦小、运动惯量小、噪声低、控制精度高、伺服性好，尤其在动态特性与效率方面表现了优良的性能[1-2]。
动磁式横向磁通直线振荡电机建模分析
ｍａ ｎ ｔｃ ｃｒ ｕ ｔｍｏ ｌａ ｄ ａ ａｙ ｅ ｔｅ ｍｏｏ ，ｔｅ ３Ｄ ｎ ｔ ｌｍｅ ｔｍｏ ｅ ｓ ｅ ｔｂｌ ｈ ｄ Ｔｈ ｎ ｔ ｅ ｇ ｅｉ ｉｃ ｉ ｄｅ ｎ ｎ ｌ ｚ ｈ ｔ ｒ ｈ ｆ ｉｅ ｅ ｅ ｎ ｄ ｌ ｗａ ｓａ ｉ ｅ ． ｉ ｓ ｅ ｈ ｍａ ｎ ｔｃ ｆ ｌ ｉ ｉ ａ ｓ ａ ｌｚ ｄ ｎ ｈ ｆｅ ｔ ｏ ｅ ｍａ ｅ ｔ ｍａ ｎ ｔａ ｄ ｕ ｓｄ ｔｔｒ’Ｓ ａ ｉ ｌ ｇ ｅｉ ｅ ｄ ｎ ａｒ ｇ ｐ ｗａ ｎａｙ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｅｆ ｃ ｆ ｐ ｒ ｎ ｎ ｇ ｅ ｎ ｏ ｔｉ ｅ ｓａ ｏ ｉ ｘａ
于 明湖 ， 张 玉秋 ， 卢琴 芬 ， 叶云 岳 ， 王 立 强
（ 浙江大学 电气工程学院 ，浙江 杭州 ３０ ２ 直 线振 荡电机 结构 复杂 、 漏磁较 大等 问题 ， 出一 种动磁 式横 向磁 通 提
直 线振 荡电机 ， 具有动子 质量 轻 ， 工难度 小 ， 其 加 力特 性 好等 优 点 ， 合 应 用 于冰箱 压 缩机 等领 域 。 适 基 于建立 的 电机等 效磁路模 型推 导 出 了电磁推 力表 达 式 ， 阐述 了该 电机 电磁 推 力产 生的机 理 。解
析公 式显 示 ， 电磁 力 系数与 电机 结构参数及 永磁 体材料 属性 等有 关 ， 而与 动子位 置无 关。为验证磁 路 模 型并对 于 电机进行进 一步分 析 ， 立 电机 三 维 有 限元模 型 ， 建 分析 了气 隙磁 场特 性 并研 究 了永 磁 体 与外定子 轴向 长度 配合 对 于动 子有效 行程 的影 响 。 实验 结 果验证 了模 型 的正确 性 ， 分析 结 果
新型动圈式永磁直线电机样机设计及试验
研究与设计 Ｅ ｃ ＭＡ
迫札 与粒 制 应闭 ２１， １ ００ ７（ ） ３
新 型 动 圈 式 永 磁 直 线 电机 样 机 设 计 及 试 验 术
徐 照平 ， 常思勤
（ 南京理 工大 学 机械 工程 学院 ， 江苏 南京
摘
２０９ ） １０ ４
要： 针对 内燃－ 直线发 电集成 动力 系统对 高发电效率 、 推力波 动、 运动质量 直线 电机 的应 用需 低 低
ｋ ｍ３ Ｗａ ｌｍｅ ｔ ｄ ｕ ｔ ｅｍｏｅ． ｈ ｆ ｃｅ ｃ ｆ ５ ２ ｗ ｓｏ ｔ ｉｅ ｎ ｅ ｅ ｔｓ ｏ ｄｔ ｎ ｏ ５ Ｈｚｓｎ — Ｎ／ ｓ ｉ ｅ ｎ ｅ ．Ｆ ｒｈ ｒ ｒ ｔ ｅ ｅ ｉｉｎ ｙ ｏ ． ％ ｍｐ ９ ａ ｂ ａｎ ｄ ｕ ｄ ｒ ｈ ｔｃ ｎ ｉ ｏ ｆ ｉｕ ｔ ｅ ｉ ２
Ｘ Ｕ ａ － ｎ ， ＣＨＡＮＧ ｉｑ ｎ Ｚｈ ｏｐｉｇ Ｓ—ｉ
（ ｃ ｏｌ ｆ ｃａ ｉ ｌ ｎｉｅｒ ｇ ａｊ ｇＵ ｉ ｒｉ ｆ ｃ ｎ ｅａ ｄＴ ｃｎ ｌ ｙ Ｎ ｍｉｇ ０ ４， ｈｎ ） Ｓｈ ｏ ｏ ｈ ｎｃ ｇ ｅｉ ，Ｎ ｎｉ ｎｖ ｓｙｏ Ｓｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏｏ ， ａ ｎ １ ９ Ｃ ｉａ Ｍｅ ａＥ ｎ ｎ ｎ ｅ ｔ ｅ ｇ ２０
达 到 了预 期 的设 计 要 求 。 关键 词 ：自由 活塞 发 动 机 ；永磁 直 线 电机 ； 电效 率 发
驱动电机振动实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本实验旨在研究电动汽车驱动电机的振动特性，通过测试和分析电机在不同工况下的振动数据，了解振动产生的原因，为优化电机设计、提高电机性能和降低噪声提供理论依据。
二、实验设备与仪器1. 电动汽车驱动电机2. 便携式振动分析仪3. 电机测试台架4. 数据采集与分析软件5. 温湿度计6. 电源设备三、实验方法1. 实验环境：在温度为20±5℃，湿度为60±10%的恒温恒湿实验室进行实验。
2. 实验步骤：（1）将驱动电机安装在测试台架上，确保电机固定牢固。
（2）使用振动分析仪对电机进行振动测试，分别测试电机在不同转速和负载下的振动情况。
（3）记录测试数据，包括振动加速度、速度和位移等。
（4）分析振动数据，找出振动的主要原因。
四、实验结果与分析1. 振动加速度测试结果：表1 不同转速下电机振动加速度测试结果| 转速（r/min） | 振动加速度（m/s²） ||--------------|-------------------|| 2000 | 0.15 || 3000 | 0.20 || 4000 | 0.25 || 5000 | 0.30 |由表1可知，随着转速的增加，电机的振动加速度逐渐增大。
这是因为电机转速提高后，电磁力增大，导致电机振动加剧。
2. 振动速度测试结果：表2 不同转速下电机振动速度测试结果| 转速（r/min） | 振动速度（m/s） ||--------------|----------------|| 2000 | 0.09 || 3000 | 0.14 || 4000 | 0.18 || 5000 | 0.22 |由表2可知，随着转速的增加，电机的振动速度逐渐增大。
这是因为电机转速提高后，电磁力增大，导致电机振动加剧。
3. 振动位移测试结果：表3 不同转速下电机振动位移测试结果| 转速（r/min） | 振动位移（mm） ||--------------|----------------|| 2000 | 0.02 || 3000 | 0.03 || 4000 | 0.04 || 5000 | 0.05 |由表3可知，随着转速的增加，电机的振动位移逐渐增大。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（ Ｏ ） ｈ ｉ ｌｔ ｎ ｍｏ ｅ ｓｂ ｉ ｐｗｉ ｅｓｆ ｒ ｆ ｓ ｆ Ｍａｗｅ１ Ｄ Ｔ ａ ｓｅ ｔ ｈ ｉ ＭＬ Ｍ ，ｔｅｓｍｕａｉ ｄ ｌ ｕｌｕ ｔ ｔ ｏｔ ｅｏ ｏｔ ｘ ｌ ２ ｒｎ ｉｎ ．Ｔ ｅｓ ｏ ｗａ ｔ ｈｈ ｗａ Ａｎ ｍ
｝
● ０ Ｉ ０．
．
－ 一
小｛ ｌ ｉ
ｉ｝ ：㈠ ’
０【 ｔ ＾ ｊ！ Ｉ
动磁式直凌
栏
．
操 验
．
ｚ
¨１ ｌ ｌ
｝
ｔｉ ｌ 】
０ ｝
Ｉ
邹 慧 明 ， 张立 钦 彭 国宏１Ｉ 一， － Ｅ ； 膏 ｋ ｛ ： 田长 ｉ ｌ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｏ ｅ ｅ ｒ ｈ ｈ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓｉｓ ｆ ｈｅ ｓ ｒ ｃ ： ｒ ｓ ａ ｃ ｔ ｅ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔ ｏ ｔ ｍｏ ｉ ｇ ｍａ ｎｅ ｌｎ ａ ｏ ｃｌａｉｎ ｃ ｖ ｎ ． ｇ ｔ ｉ ｅ ｒ ｓ ｉｌｔｏ ｍｏｏ ｔｒ
第１ ６卷
第 ４期
电 机 与 控 制 学 报
Ｖ０ ＿１ Ｎｏ ４ ｌ ６ ．
２１ ０ ２年 ４月
Ｅ Ｅ Ｔ ！ ＇ Ａ ｉＩ，Ｓ Ｎ ！ ９Ｎ Ｒ Ｌ Ｌ Ｃ Ｓ Ｃ： ￣ Ｎ Ａ ｃ Ｔ Ｏ Ｎ Ｈ Ｅ Ｄ
以 ．
互ｌHale Waihona Puke ｌＡｐ ． ２ ｒ ０地
ｌ
０
的谐振 弹簧刚度之 和与 电机运 动的惯性 力相 匹配时 ， 电机处 于谐振 械 态， 时＿ 矶 效率 最高∥ ｔ ■ 此 电ｌ 工
关键 词 ： 直线 电机 ；电磁 力 系数 ；电磁 场 ；有 限元 ； 率 效
中 图 分 类 号 ：Ｍ ３ ９４ Ｔ ５ ． 文 献 标 志 码 ：Ａ
－ － －
ｄ： ： ：． ｉ ‘
，
‘ ０
文 章 编 号 ：１０ — ４ Ｘ ２ １ ）４ ０ ２ — ５ ０ ７ ４ ９ （ ０ ２ ｏ — ０ ５ ０
Ｐｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ ａ ｄ ｅ ｐ ｒ ｍ ｅ ｔｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｒ ｏ ｍ ｎ ｅ ｓｍ ｌ ｔｏ ｎ ｘ ｅ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｍ ｏ ｉ ｇ ｍ ａ ｎ ｔｌ ｅ ｒ ｏ ｃｌａ ｉ ｎ ｍ ｏ ｏ ｖ ｎ － ｇ ｅ ｉ ａ ｓ ｉ ｔｏ ｔ ｒ ｎ ｌ
ＺＯＵ ｉｍｉ ｇ ， Ｈｕ — ｎ Ｚ ＨＡＮＧ ｉｑ ｎ ＇ Ｌ — ｉ ， Ｐ ＥＮＧ ｏ ｈ ｎ Ｇｕ — ｏ ｇ ’ ， ＴＩ ＡＮ ａ ｇ ｑ ｎ Ｃｈ ｎ — ｉ ｇ
（ ． ｅｈ ｉ ｌ ｎｔｕｅｏ ｈｓ ｓａｄＣ ｅ ｉｒ ， ｈｎｓ ｃｄ ｍ ｆ ｃ ｎｅ ，Ｂ ｉｎ ０ １０， ｈｎ ； １Ｔ ｃ ｎ ａ Ｉｓｔｔ ｆ ｙｉ ｎ ｈｍ ｓｙ Ｃ ｉｅｅＡ ａｅ ｙｏ ｉ ｃｓ ｅ ｉ １０ ９ Ｃ ｉ ｃ ｉ Ｐ ｃ ｔ Ｓｅ ｊｇ ａ ２ Ｇ ａｕｔ Ｕ ｉ ｒｉ ｆ ｈｎ ｓ Ａ ａｅ ｙｏ ｃ ｎ ｅ，Ｂ ｉｎ ０ １０ Ｃ ｉ ） ． ｒｄ ａ ｎ ｅｓｙｏ ｉｅｅ ｃｄｍ ｆ ｉ ｃｓ ｅ ｉ １０ ９ ， ｈｎ ｅ ｖ ｔ Ｃ Ｓｅ ｊｇ ａ
立 了动磁 式直 线振 荡电机模 型 ， 到 了样机模 型 的电磁 力 系数 和谐振 工况时 流尚恼 穆的糍 慝嗨线 得 提 出 了动磁 式 直线振 荡电机 的 电磁 力 系数和 电机 效 率的 测试 方法 ， 并对开 发的拼 执进 行 龟磁 力躁
数和在 不 同负载 下的效率测 试 。 电磁 力 系数 的有 限元 模拟 结 果 与测试 地深 差璋： ５ 毛 目Ｂ误 在 哆ｌ 左 右。 电机样机 测得 的最 高效率 为 ８． ％ ， ５ ９ 效率测 试结果表 明 ： 当外部 负裁 产生的等 效 再度 与曳机 ８ 自身 ’ ｌ
ｕ ａ ｉｎ ｇ ｔｔ ｅ ｍａ ｎ ｔｃ ｃ ｅ ｆ ｉｎ ｆｔ ｅ ｍ ｏｏ ｒ ｔ ｔｐ ｎ ｈ ｕ ｖ ｓ ｏ ｌ ｃｒｃ ｔ ｕ ｒ ｎ ｎ ｖ ｒ ｌ ｔ ｏ ｈ ｇ ｅｉ ｏ ｆｉ ｅ ｔｏ ｈ ｔ ｒｐ ｏｏｙ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｃ ｒ ｅ ｆｅｅ ｔｉｉ ｃ ｒｅ ｔａ ｄ ｍｏ ｅ ｏ ｃ ｙ ｐ ｓｉｎ ｃ ａ ｇ ｄ ｗｉ ｉ ． Ｔｈ ｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｏ ｈ ＭＬＯＭ ｍａ ｎ ｔｃ ｏ ｆｉ ｉｎ ａ ｄ ｅｆｃ ｅ ｃ ｒ ｏ ｔ ｈ ｎ ｅ ｔ ｔｍｅ ｏ ｈ ｅ ｍ ａ ｕｅ ｎｓｆｒｔｅ ｇ ｅ ｉ ｃ ｅ ｃｅ ｔ ｎ ｆ ｉｎ ｙ ｗｅ ｅ ｉ
ｐ ｅ ｅ ｔｄ．Ｔｈ ｅ ｕ ｔｏ ｇ ｅ ｉ ｏ ｆ ｃｅ ｔｍｅ ｓ ｒ ｄ ｉ ｏｎ ｉ ｅ ｔｌｗｉ ｈ ｔｃ ｌ ｕ ａｅ ｙ Ａｎｓ ｆ ａ ｄ ｒ ｓｎｅ ｅ ｒ ｓ ｌ ｆｍａ ｎ ｔ ｃ ｅｆ ｉ ｎ ａ ｕ ｅ Ｓｃ ｉｃ ｄ ｎ ａ ｔ ｔ ａ ａｃ ｌｔ ｄ ｂ ｃ ｉ ｈ ｏ ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｏ ｓａ ｏ ． ｈ ｒ ｒｉ ｂ ｕｔ１ ５％ ．Ｔ ｉｈ ｓ ｆｃｅ ｃ ｆｔ ｅ ｍｏ ｏ ｒ ｔ ｔｐ ｓ８ ． ｈｅ ｈｇ ｅ ｔｅｆ ｉｎ ｙ ｏ ｈ ｔｒｐ ｏｏｙ ｅ ｉ ５ ９％ ．Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｆｅｆｃｅ ｃ ｅ ｒ ｓ ｌｓｏ ｆｉｉ ｎ ｙ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔｓ ｏ ｔ ａ ｓｔ ｅ ｓ ｍ ｆｔ ｅ ｌ ａ ｑ ｖ ｌ ｎ ｔ ｆ ｓ ｏ ｆｉｉｎ ｎ ｈ ｐｒｎ ｔ ｎ ｓ ０ ｆ ａ ｕ ｅ ｎ ｈ ｗ ｈ ｔａ ｈ ｕ ｏ ｈ ｃ ｄ ｅ ｕｉａｅ ｔｓｉ ｎｅ ｓｃ ｅ ｆ ｅ ｔａ ｄ ｔ ｅ ｓ ｉ ｇ ｓｉ ｅ ｓ ｃ ｅ－ ｆ ｃ ｉ ｆ
ｎ
， （． １中国科学院 理化技术研究所， 北京 １ １０２ 中国科学院 研究生税 Ｅ ｝ｏ１ ｛ ０㈡ ： ． ０ ９ ；． ０ 京 Ｉ０ Ｉ ｏ ９
０ ＿ ・ ： ｛－ ０ ｛
～
摘 要 ： 了研 究动磁 式直线振 荡电机 的性 能特性 ， 用 Ａ ｓｆ 电磁场有 限冠 维瞬感 场汾 析软件 为 采 ｎｏ ｌ