新型磁通切换永磁直线电动机的静态特性
混合励磁型磁通切换电机电感特性分析
相耦合。因此 ，需要建立较为精确的数学模型才能深入分析该 电机的电磁性能与运行特性。基于有限元法研 究了一 台
定子 １ ２槽转子 ｌ ０极的三相混合励磁磁通切换 电机 电感特性 ，包括 电枢绕组、励磁绕组和两者之间的互感，并在此基
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永磁同步电机的工作原理
永磁同步电机的工作原理永磁同步电机是一种应用广泛的电动机，其工作原理是基于电磁学和电机学的原理。
它利用永磁体产生的磁场和电流产生的磁场之间的相互作用来实现动力传递。
永磁同步电机通常用于需要高效率、高性能和精密控制的应用，比如电动汽车、工业机械和航空航天设备等。
永磁同步电机的工作原理可以分为静态部分和动态部分来理解。
静态部分是指永磁体产生的磁场，而动态部分是指电流产生的磁场。
当这两个磁场相互作用时，就会产生转矩，从而驱动电机转动。
永磁同步电机的静态部分是由永磁体组成的。
永磁体通常采用稀土磁体，比如钕铁硼磁体，因为它们具有较高的磁能积和矫顽力，能够产生较强的磁场。
永磁体的磁场是恒定的，不会随着电流的变化而变化，因此永磁同步电机具有较高的磁场稳定性和响应速度。
永磁同步电机的动态部分是由电流产生的磁场组成的。
电流通过电机的定子绕组产生磁场，这个磁场的方向和大小可以通过控制电流的大小和方向来调节。
当电流的磁场与永磁体的磁场相互作用时，就会产生转矩，从而驱动电机转动。
永磁同步电机的工作原理可以用电磁学的法拉第定律和安培定律来解释。
根据法拉第定律，当磁通量发生变化时，就会在导体中产生感应电动势，从而产生电流。
而根据安培定律，电流会在磁场中受到力的作用，从而产生转矩。
因此，永磁同步电机的转矩是由永磁体产生的磁场和电流产生的磁场之间的相互作用来实现的。
永磁同步电机的工作原理还涉及到电机的控制。
通过控制电流的大小和方向，可以调节电机的转速和转矩。
现代永磁同步电机通常采用矢量控制或者直接转矩控制来实现精密的转速和转矩控制。
这些控制方法可以使永磁同步电机在不同工况下都能够保持高效率和高性能。
总之，永磁同步电机的工作原理是基于永磁体产生的磁场和电流产生的磁场之间的相互作用来实现动力传递。
通过精密的控制，永磁同步电机可以在各种应用中发挥出色的性能。
新型双定子永磁直线电机的电磁分析与优化设计的开题报告
新型双定子永磁直线电机的电磁分析与优化设计的开题报告一、研究背景与意义随着科技的不断进步，永磁直线电机（PMLM）因其高精度、高速度、高效率和无接触等优点，在众多领域如工业自动化、机器人技术、医疗器械等得到了广泛应用。
然而传统PMLM在某些高性能应用中仍面临一些挑战，如振动和噪音问题、推力波动等。
为了克服这些问题，双定子永磁直线电机（DSPMMLM）作为一种新兴结构被提出。
这种电机结合了双定子和永磁体的特点，能够提供更稳定的推力输出和更好的控制性能。
本研究旨在对DSPMMLM进行深入的电磁分析，包括磁场分布、磁能密度、推力特性等，并基于此开展优化设计，以提高电机的运行效率和稳定性。
这对于推动永磁直线电机在高速、高精度和高可靠性场合的应用具有重要意义。
二、研究内容与方法1. 电磁分析利用有限元分析软件（如ANSYS、MATLAB等）对DSPMMLM进行磁场分布和磁路优化分析，以降低电机内部的磁场畸变和损耗。
分析永磁体材料的磁性能，确定最优的磁极材料和尺寸，以提高电机的磁能利用率和推力密度。
研究电机在不同工作条件下的动态响应，包括推力波动、振动和噪音等，以评估电机的性能和潜在的改进方向。
2. 优化设计基于电磁分析结果，提出针对DSPMMLM的优化设计方案，包括定子形状、永磁体布局、气隙厚度等的优化。
采用多目标优化算法（如遗传算法、粒子群优化等），对电机的设计参数进行综合优化，以实现推力波动和振动等性能指标的最小化。
利用实验验证优化设计方案的有效性，通过对比优化前后的性能指标，评估优化设计的实际价值。
三、预期成果与创新点1. 预期成果完成DSPMMLM的详细电磁分析报告，包括磁场分布图、磁能密度分布图、推力特性曲线等。
提出具有显著改进的DSPMMLM优化设计方案，包括定子形状、永磁体布局、气隙厚度等关键参数的优化建议。
通过实验验证优化后电机的性能提升效果，为实际应用提供可靠的技术支持和理论依据。
2. 创新点本研究首次提出了一种新型的双定子永磁直线电机结构，为永磁直线电机的设计和应用提供了新的思路和方法。
永磁直线电机原理
永磁直线电机原理永磁直线电机（Permanent Magnet Linear Motor，PMLM）是一种利用磁场作用力产生直线运动的电机。
相比于传统的旋转电机，永磁直线电机具有结构简单、运动平稳、响应迅速、高效率等优点，被广泛应用于工业自动化、航空航天、交通运输等领域。
永磁直线电机的工作原理可以理解为磁场相互作用力产生线性运动。
其基本结构由永磁子、导轨、电磁线圈等组成。
永磁子具有一对南北极磁铁，其间有空隙，用来产生磁场。
导轨则是电机的运动轨迹，通常由不导电材料制成，以避免电流通过导轨而产生能量损耗。
电磁线圈则通过通电产生磁场，与永磁子的磁场相互作用从而产生线性运动。
当通电时，电流通过电磁线圈产生磁场。
根据洛伦兹力原理，导线载流产生的磁场受到磁场的力，力的方向与电流方向、磁场方向和磁场的交角定律有关。
在永磁直线电机中，电磁线圈产生的磁场与永磁子的磁场相互作用，会引起电磁线圈和导轨之间的运动。
具体来说，当电磁线圈产生的磁场与永磁子的磁场相互作用时，会产生磁力。
根据磁场的相互作用原理，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
因此，在电磁线圈和永磁子之间的空隙中，磁力会使电磁线圈朝向磁力较大的方向运动。
为了实现直线运动，需要在导轨上设置多个电磁线圈，并采取适当的电流控制。
当电流依次通过不同的线圈时，各个线圈会产生不同的磁场，从而产生一个连续的磁场梯度。
这个磁场梯度会引起电磁线圈在导轨上连续运动，实现直线行进的效果。
通过控制电流的大小和方向，可以控制永磁直线电机的速度和加速度。
此外，在一些特殊设计中，可以利用传感器来实时监测电机的位置和速度，并通过控制电流实现精确的位置控制。
总之，永磁直线电机通过利用磁场相互作用力产生直线运动。
其工作原理是通过电磁线圈产生磁场与永磁子的磁场相互作用，从而产生线性运动。
通过合理的电流控制和传感器反馈，可以实现永磁直线电机的速度和位置控制。
磁通切换电动机综述
磁通切换电动机综述LI Xinzhe;DOU Ying;WU Xi【摘要】磁通切换电动机是一种新型无刷结构的双凸极直流电动机.其结构简单、坚固耐用,适合宽转速范围运行,具有较高的功率密度和效率,应用前景比较广泛.介绍永磁、电励磁和混合励磁切换电动机的发展概况,分析永磁磁通切换电动机的分析方法的历程,针对磁通切换电动机研究现状,探讨了磁通切换电动机技术的发展趋势和研究方向.【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2018(047)006【总页数】5页(P228-231,235)【关键词】磁通切换电动机;永磁;电励磁;混合励磁;综述【作者】LI Xinzhe;DOU Ying;WU Xi【作者单位】;;【正文语种】中文【中图分类】TM330 引言磁通切换型电动机(flux-switching machine, FSM)是一种新型无刷结构的双凸极直流电动机。
它具有双凸极电动机的基本特征，但磁通切换电动机的运行原理和控制策略与双凸极电动机却存在很大的差异。
磁通切换型电动机既可以作为发电机，也可以作为电动机。
目前国际上对FSM电动机的研究尚停留在初步理论和样机实验阶段；就国内而言，我国对FSM的研究起步相对较晚，目前仍处于研究的初期阶段，且研究成果主要集中在多相永磁磁通切换型电动机的参数计算和建模分析，实际成型的电动机产品应用于实际的并不多。
本文主要阐述了该电动机的研究现状及其发展趋势，以期能够更好地推动我国国内在磁通切换电动机领域的研究与发展。
1 磁通切换型电动机分类磁通切换型电动机FSM主要有两种典型的结构形式：径向磁场磁通切换电动机和轴向磁场磁通切换电动机。
电动机磁通切换的运行原理本质上完全相同，两种结构的主要区别在于电动机磁通的路径不同。
按照励磁方式划分，FSM电动机可分为永磁式、电励磁式和混合励磁式三类，本文主要就这三种电动机来介绍磁通切换型电动机的发展。
1.1 永磁磁通切换电动机(FSPM)永磁电动机具有结构简单，运行可靠等优点，其永磁体安置在定子“U”型铁芯之间，避免了永磁体置于转子时所导致的诸如永磁体固定复杂、散热困难、温升过高等导致的永磁体不可逆退磁等诸多问题。
2024年直线电机的工作原理结构特点深度总结
2024年直线电机的工作原理结构特点深度总结____年直线电机是一种基于电磁原理的电动机，与传统的旋转电机相比，直线电机的转动是通过直线运动来实现的。
它在很多领域有着广泛的应用，如工业自动化、航空航天、汽车工业等。
本文将对____年直线电机的工作原理和结构特点进行深度总结。
一、工作原理直线电机的工作原理是基于洛伦兹力的作用。
当在直流电源的作用下，通过电流通入直线电机中的线圈产生磁场，然后在磁场中放置一根带电导体，通过洛伦兹力的作用，导体会受到一个力，从而实现直线运动。
具体来说，直线电机的工作原理如下：1. 线圈产生磁场：直线电机的线圈通过电流的流动产生一个磁场，线圈可以采用传统的绕组结构，也可以采用新型的磁体材料来实现。
2. 推进力产生：当磁场与带电导体相互作用时，根据洛伦兹力的定律，导体内的电子将受到一个力，导体将沿着磁场方向产生直线位移。
推进力的大小与电流、磁场强度以及导体长度等因素有关。
3. 运动控制：直线电机的位移可以通过控制电流的大小和方向来实现。
当电流的方向改变时，导体将在相反的方向上产生位移，实现来回运动。
二、结构特点____年直线电机具有以下结构特点：1. 磁体材料的发展：____年直线电机预计会采用新型的高性能磁体材料，例如永磁体材料、超导体材料等。
这些材料具有高磁场强度、低能量损耗等优点，可以提升直线电机的性能和效率。
2. 线圈结构的优化：为了提高直线电机的效率和稳定性，____年的直线电机可能会采用新型的线圈结构。
例如，采用多层绕组结构可以增加线圈的导磁面积，提高线圈的磁场强度；采用空气芯线圈可以减少能量损耗和热量产生。
3. 控制系统的改进：____年的直线电机控制系统将更加智能化和自动化。
采用先进的控制算法和传感器技术，能够实现对直线电机的精确控制和监测。
同时，直线电机的控制系统还将与其他设备和系统进行无线通信和协调，实现更高效的工作流程。
4. 结构紧凑化：为了适应紧凑空间和高密度排布的需求，____年的直线电机将更加紧凑，体积更小，重量更轻。
圆筒型直线永磁电动机的设计研究
四、优化设计与性能提升
基于电磁场和电磁力的研究，我们可以对圆筒型横向磁场永磁直线电机进行 优化设计和性能提升。例如，通过优化磁路设计，可以改善电机的效率和推力； 通过调整电流的大小和方向，可以实现对电磁力的精确控制；通过改变极距和气 隙大小，可以改变电机的运行特性和性能。此外，新材料的应用和制造工艺的改 进也可以进一步提高电机的性能和稳定性。
3、绝缘设计
由于圆筒型直线永磁电动机的结构特殊，因此在设计中需要注意绝缘设计。 我们需要在保证电动机性能的同时，提高电动机的绝缘性能，以防止短路和电击 穿等问题。
4、散热设计
圆筒型直线永磁电动机在运行过程中会产生一定的热量，因此需要进行散热 设计。在散热设计中，我们需要考虑以下几个方面：首先，要选择合适的散热材 料和散热结构；其次，要在电动机适当的位置设置散热风道或散热孔；最后，要 在电动机的设计中充分考虑其通风和散热性能。
结论
本次演示对圆筒型直线永磁电动机的设计进行了深入研究。通过对磁场分布、 转子设计、绝缘设计、散热设计等方面的探讨，分析了电动机的性能和特点。此 外，还对圆筒型直线永磁电动机的启动、运行和制动特性进行了分析，并简要介 绍了其应用前景。
虽然本次演示已经对圆筒型直线永磁电动机的设计进行了一些研究，但是仍 存在一些不足之处，例如对电动机的动态性能和热性能等方面的研究还需要进一 步深入。未来的研究方向可以包括对圆筒型直线永磁电动机的优化设计、控制策 略和实际应用等方面的研究。
研究背景
随着科技的不断进步，永磁电动机的发展迅速，并在多个领域得到了广泛应 用。近年来，随着磁场分布原理和磁路设计技术的不断提高，永磁电动机的性能 得到了显著提升。圆筒型直线永磁电动机作为一种新型的永磁电动机，具有更高 的运行效率和更长的使用寿命，因此对其进行研究具有重要的现实意义。
新型轴径向混合磁通永磁电机
采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法，对电机的结构、电磁性能、热性能等 进行详细研究。
设计主要步骤与方法
电机结构设计
电磁设计
根据电机的使用环境和性能要求，设计电机 的结构，包括定子、转子、冷却系统等部分 。
根据设计目标，计算电机的电磁参数，如气 隙磁通密度、电负荷、磁负荷等，并分析电 机的电磁性能。
太阳能发电
在太阳能发电领域，新型轴径向混合磁通永磁电机的轻量化和高效性特点可以降的太阳能电池板结构，从而拓宽了其应用范围。
感谢您的观看
THANKS
意义
新型轴径向混合磁通永磁电机能够实现轴向和径向磁 通的同时作用，具有更高的磁通密度和更高的转矩密 度，从而具有更高的效率和更好的节能效果。同时， 该电机的结构简单、成本低、易于控制，能够广泛应 用于各种领域，如工业、交通、航空航天等。因此， 研究新型轴径向混合磁通永磁电机对于推动电机技术 的发展、促进节能减排、实现可持续发展具有重要意 义。
电机改进的策略与措施
策略
在保持电机性能稳定的前提下，通过对电机的结构、材料、工艺等方面的改进，实现电机的轻量化、 小型化和高效化。
措施
采用高强度、轻质的材料，优化电机结构，减少电机的体积和重量，提高电机的效率和功率密度。
电机优化与改进的结果与分析
结果
通过优化和改进，新型轴径向混合磁通永磁电机的性能得到了显著提升，电机的效率、功率密度和可靠性得到 了提高，同时电机的体积和成本得到了降低。
热设计
性能测试
考虑电机的发热问题，进行热分析，设计合 理的冷却系统，保证电机在高温环境下稳定 运行。
制作样机，进行性能测试，包括空载试验、 负载试验、效率试验等，验证电机的性能是 否达到设计要求。
永磁直线电机原理
永磁直线电机原理
永磁直线电机是一种利用永磁体和电磁体互相作用产生直线运动的电机。
其原理基于洛伦兹力与磁场的相互作用，当永磁体和电磁体处于一定的电磁场中时，通过反向的磁场相互作用，产生强烈的力矩使得电机产生直线运动。
永磁直线电机的主要组成部分包括永磁体、电磁体、悬浮部件和控制系统。
其中，永磁体为电机提供永久磁场，而电磁体则通过通电来产生强烈的电磁场，从而与永磁体相互作用。
悬浮部件则可以使电机产生悬浮效应，从而实现无接触运动。
在永磁直线电机中，电流和电磁场的方向可以控制电机的运动方向和速度。
通过调整电流的大小和方向，可以改变电磁场的方向和强度，从而实现电机的正反转、加速和减速等控制。
同时，永磁直线电机具有高效、低噪声、低振动等优点，广泛应用于机械制造、航空航天等领域。
永磁直线电机原理
永磁直线电机原理永磁直线电机是一种利用永磁体产生磁场，通过电流和磁场的相互作用来实现直线运动的电动机。
该电机的工作原理可以分为磁力作用原理和电磁力作用原理两种。
磁力作用原理是指通过永磁铁在磁场的作用下产生力的机制。
永磁直线电机中包含有一对永磁体，分别被安装在直线电机的定子和转子上。
当电流通过定子线圈时，它会在定子上产生一个磁场。
根据洪特定律，这个磁场会与转子上的永磁体磁场相互作用，产生一个力矩。
然后，这个力矩将转子沿着直线电机的运动轴线方向进行运动。
电磁力作用原理是指通过电流和磁场的相互作用产生力的机制。
在永磁直线电机中，定子线圈通过通电产生一个磁场，这个磁场会与转子上的永磁体磁场相互作用。
当定子线圈中的电流变化时，产生的磁场也会随之变化，这就会导致与永磁体磁场相互作用的力矩变化。
根据洪特定律，这个力矩会使转子沿着直线电机的运动轴线方向进行运动。
无论是磁力作用原理还是电磁力作用原理，永磁直线电机的工作都需要一个控制系统来调节电流和磁场的大小和方向。
通过改变定子线圈中的电流，可以控制产生的磁场大小。
通过改变电流的方向，可以控制磁场的方向。
这样，可以实现对转子运动轴线方向的控制。
与传统的旋转电机相比，永磁直线电机具有以下优点：首先，其结构简单，由于转子是直线运动的，不需要齿轮或联轴器等传动机构，可以减少能量损耗。
其次，响应时间短，由于电流和磁场的作用效果更直接，所以转子的运动更加灵敏。
第三，效率高，由于不需要传动机构，传动能量会更加高效。
第四，寿命长，由于转子的运动更加平稳，永磁体的磁场更加稳定，从而延长了电机的使用寿命。
因此，永磁直线电机被广泛应用于需要直线运动的场合，如电梯、机床、自动化生产线等。
总之，永磁直线电机是一种利用永磁体产生磁场，通过电流和磁场的相互作用来实现直线运动的电动机。
其工作原理可以通过磁力作用和电磁力作用来解释。
通过控制电流和磁场的大小和方向，能够实现对转子运动轴线的控制。
由于其结构简单、响应时间短、效率高和寿命长等优点，永磁直线电机在工业领域有着广泛的应用前景。
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Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｎｏｖｅｌ ｆｌｕｘ—ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｌｉｎｅａｒ ｍｏｔｏｒ ｆ ＦＳＰＭ Ｍ１ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｆｏｒ ｌｉｎｅａｒ ｄｉｒｅｃｔ ｄｒｉｖｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌｓ． Ｆｉｒｓｔ，ｔｈｅ ｔｗｏ—ａｎｄ ｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｍｏｔｏｒ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ；ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ＦＳＰＭ Ｍ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ；ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄｓ ａｔ ｔｈｅ ｔｗｏ ｔｙｐｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｎｏ—ｌｏａｄ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｓｅｃｏｎｄｌｙ．ｔｈｅ ＦＳＰＭ Ｍ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｔｗｏ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｆ ＦＥＭ １ ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｓｔａｔｉｃ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｆｌｕｘ—ｌｉｎｋａｇｅ．ｂａｃｋ ＥＭ ｆ ｅｌｅｃｔｒｏｍｏｔｉｖｅ ｆｏｒｃｅ）ａｎｄ ｉｎｄｕｃｍｎｃｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ．Ｔｈｅ ｃｏｇｇｉｎｇ ｆｏｒｃｅｓ ｏｆ ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ＦＳＰ＾皿Ｍｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｈａｐｅｄ ｃｏｒｅｓ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｏｇｇｉｎｇ ｆｏｒｃｅ ｉｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｒｅｄｕｃｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｅ—ｓｈａｐｅｄ ｃｏｒｅｓ．Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ， ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏ—ｅｎｅｒｇｙ ｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅ ｔｈｒｕｓｔ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｉｓ ｄｅｒｉｖｅｄ ａｎｄ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ＦＥＭ． Ｆｉｎａｌｌｙ， ａｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｔｅｓｔ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｕｎｄｅｒ ｏｐｅｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ ｌｏａｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｍｏｔｏｒ ｈａｓ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ａ ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ ｂａｃｋ—ＥＭ［Ｆ ｗａｖｅｆｏｒｌＴ１．ａ ｓｍａｌｌ ｃｏｇｇｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ａｎｄ ａ ｈｉｇｈ ｔｈｒｕｓｔ ｄｅｎｓｉｔｙ．ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｎｅａｒ ｄｉｒｅｃｔ ｄｒｉｖｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌｓ． ＫｅＹ ｗｏｒｄｓ：ｆｌｕｘ．ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ；ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｌｉｎｅａｒ ｍｏｔｏｒ： ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ；ｓｔａｔｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３—７９８５．２０１１．０１．００６
Ｌ ｉｎｅａｒ ｍａｃｈｉｎｅｓ ｈａｖｅ ｍａｎｙ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｖｅｒ ｒｏｔａｒｙ ｏｎｅｓｕｎｄｅｒ ｌｏｎｇ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｌｉｎｅａｒ ｍｏｔｉｏｎ…，ｓｕｃｈ ａｓ ｌｉｎｅａｒ ｄｉ— ｒｅｃｔ ｄｒｉｖｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌｓ．Ａｍｏｎｇ ｖａｒｉｏｕｓ ｌｉｎｅａｒ ｍｏｔｏｒｓ， ｔｈｅ ｌｉｎｅａｒ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｍａｃｈｉｎｅ（ＬＩＭ１ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇ— ｎｅｔ ｌｉｎｅａｒ ｍａｃｈｉｎｅ ｆ ＰＭＬＭ ａｒｅ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｂｊｅｃｔｓ． Ｔｈｅ ＬＩＭ ｃａｎ ａｔｔｒａｃｔ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｄｕｅ ｔｏ ｉｔｓ ｓｉｍｐｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｌｏｗ ｃｏｓｔｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅ ｌｏｗ ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ，ｔｈｒｕｓｔ ｄｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ｅｍｃｉｅｎｃｙ ａｒｅ ｉｔｓ ｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓ ．Ｔｈｅ ＰＭＬＭ ｃａｎ ｐｒｏ— ｖｉｄｅ ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ ｄｅｎｓｉｔｙ，ｈｉｇｈ ｔｈｒｕｓｔ ｄｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ａ ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ．Ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ＰＭＬＭｓ．ｓｕｃｈ ａｓ ｌｉｎｅａｒ ｓｙｎ— ｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍａｃｈｉｎｅｓ．ａｒｅ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ—ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ（ＰＭ） ｌｉｎｅａｒ ｍａｃｈｉｎｅｓ，ｗｈｉｃｈ ｈａｖｅ ｔｈｅ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ａ ｃｏｍｐｌｅｘ ＰＭ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ａ ｈｉｇｈ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｃｏｓｔ ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ， ｔｈｅ ｐｒｉｍａｒｙ—ＰＭ ｌｉｎｅａｒ ｍａｃｈｉｎｅ ｈａｖｉｎｇ ｍａｇｎｅｔｓ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｉｍａｒｙ ｉｒｏｎ ｃｏｒｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｐａｉｄ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｆｏｒ ｉｔｓ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｈａｖｉｎｇ ｆｌ ｓｉｍｐｌｅ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｌｏｗ ｃｏｓｔｓ． Ｔｈｅ ＦＳＰＭＬＭ ｉｓ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｐｒｉｍａｒｙ—ＰＭ ｌｉｎｅａｒ ｍａｃｈｉｎｅ．
Ｒｅｃｅｉｖｅｄ ２０１０－０９－０７． Ｂｉｏｇｒａｐｈｉｅｓ：Ｈｕａｎｇ Ｌｅｉ（１ ９８０一），ｍａｌｅ，ｇｒａｄｕａｔｅ；Ｙｕ Ｈａｉｔａｏ（ｃｏｒｒｅ— ｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ），ｍａｌｅ，ｄｏｃｔｏｒ，ｐｒｏｆｅｓｓｏｒ，ｈｔｙｕ＠ｓｅｕ．ｅｄｕ．ｃｎ． Ｃｉｔａｔｉｏｎ：Ｈｕａｎｇ Ｌｅｉ，Ｙｕ Ｈａｉｔａｐ，Ｈｕ Ｍｉｎｑｉａｎｇ，ｅｔ ａ１．Ｓｔａｔｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ａ ｎｏｖｅｌ ｆｌｕｘ—ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｌｉｎｅａｒ ｍｏｔｏｒ．ｆ Ｊ１．Ｊｏｕｍａｌ ｏｆ Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｅｎｇｌｉｓｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ），２０１ ｌ，２７（１）：２６—３Ｏ．【ｄｏｉ：１０． ３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３—７９８５．２０１１．０１．００６１
２１００９６，Ｃｈｉｎａ） Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００９６，Ｃｈｉｎａ）
Ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｐｔ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ ＦＳＰＭ ｍａｃｈｉｎｅ ｗａｓ ｆｉｒｓｔ ｐｒｏ． ｐｏｓｅｄ ｂｙ Ｒａｎｃｈ ｅｔ ａｌ ．Ｔｈｅ ｐｌａｎａｒ ｌｉｎｅａｒ ＦＳＰＭ ｍａｃｈｉｎｅ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｎｄ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｂｙ Ｗａｎｇ ｅｔ ａｌ ．Ｚｈｕ ａｎｄ
Ｗａｎｇ ｅｔ ａ１． ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａ ｔｕｂｕｌａｒ ＦＳＰＪ ＬＭ ａｎｄ ａ ｄｏｕｂｌｅ． ｓｉｄｅ ＦＳＰＭＬＭ．Ａ ｍｅｔｈｏｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ａｓｓｉｓｔａｎｔ ｔｅｅｔｈ ｉｓ ｅｍ— ｐｌｏｙｅｄ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｄｅｔｅｎｔ ｆｏｒｃｅ ．ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｉｎｄｕｃｅｄ ｂｙ ｓｌｏｔ ｅｆｆｅｃｔ ａｎｄ ｅｎｄ ｅｆｆｅｃｔ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｔａ ｔｉｏｎａｌ ＦＳＰＭ ｍａｃｈｉｎｅ．ａ ｎｏｖｅｌ ｌｉｎｅａｒ ＦＳＰＭ ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ ｍｏｔｏｒ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｆｏｒ ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌｓ． Ｔｈｅ ｔｗｏ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ａｎａ－ ｌｙｚｅ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ＦＳＰＭＬＭ．Ｔｈｅ ｓｔａｔｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｆｌｕｘ ｌｉｎｋａｇｅ，ｂａｃｋ—ＥＭＦ，ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ，ｃｏｇｇｉｎｇ ｆｏｒｃｅ ａｎｄ ｔｈｒｕｓｔ ｆｏｒｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ＦＳＰＭＬＭ ａｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｓｅｖｅｒａｌ ｓｉｍｕｌａ— ｔｉｏｎｓ ａｒｅ ｄｏｎｅ ｂｙ ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆ ＦＥＡ）．Ｆｉｎａｌ－ ｌｙ，ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ ｖａｌｉｄａｔｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ａｎ ｅｘｐｅｒｉ— ｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｌｉｎｅａｒ ＦＳＰＭＬＭ ｈａｓ ｂｅｔｔｅｒ ｂａｃｋ—ＥＭＦ ｗａｖｅｆｏｒｌＴ１．ｓｍａｌｌｅｒ ｃｏｇｇｉｎｇ ｆｏｒｃｅ ａｎｄ ｔｈｒｕｓｔ ｆｏｒｃｅ ｒｉｐｐｌｅ．
１ Ｔｏｐｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ Ｔｈｅ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｏｎｄａｒｙ ＦＳＰＭＬＭ ｉｓ ｓｈｏｗｎ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｓｉｎｇｌｅ－－ｓｉｄｅ ｌｏｎｇ ｓｅｃ－・ ｉｎ Ｆｉｇ．１．Ｔｈｉｓ ｋｉｎｄ ｏｆ ｍｏｔｏｒ ｃｏｎｓｉｓｔｓ ｏｆ ａ ｐｒｉｍａｒｙ ｍｏｖｅｒ ａｎｄ ａ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｓｔａｔｏｒ．Ｔｈｅ ｌｏｎｇ ｓｔａｔｏｒ ｉｓ ａ ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｔｅｅｌ ｐｌａｔｅ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ａ ｐｌｕｒａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｅｅｔｈ ａｎｄ ｓｌｏｔｓ．Ｔｈｅ ｍｏｖｅｒ ｉｓ ｍａｄｅ ｕｐ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｐｈａｓｅ ａｓ— ｓｅｍｂｌｉｅｓ。ｉ．ｅ．．ｐｈａｓｅｓ Ａ．Ｂ ａｎｄ Ｃ．Ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｔｗｏ Ｕ－ ｓｈａｐｅｄ ａｎｄ ｆｉｖｅ Ｅ—ｓｈａｐｅｄ ｓｔａｃｋｓ ｉｎ ｔｈｅ ｍｏｖｅｒ．Ｔｗｏ Ｕ— ｓｈａｐｅｄ ｓｔａｃｋｓ ａｒｅ ｉｎｓｔａｌｌｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｅｎｄｓ，ｗｉｔｈ Ｅ—ｓｈａｐｅｄ ｓｔａｃｋｓ ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｄｄｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｖｅｒ．Ｅａｃｈ ｐｈａｓｅ ｉｓ ｃｏｍｐｒｉｓｅｄ ｏｆ ｏｎｅ ｅｎｔｉｒｅ Ｕ．．ｓｈａｐｅｄ ｓｔａｃｋ ａｎｄ ａ ｐｏｒｔｉｏｎ ｏｆ ａｎｔｈｅｒ Ｅ．．ｓｈａｐｅｄ ｓｔａｃｋ ｏｒ ｐｏｒｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｗｏ Ｅ—ｓｈａｐｅｄ ｓｔａｃｋｓ．Ｅｉｇｈｔ ｔｅｅｔｈ ｉｎ ｏｎｅ ｐｈａｓｅ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｆａｃｅ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｔｅｅｔｈ ｏｒ ｓｌｏｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔａｔｏｒ． Ｂｏｔｈ ｔｈｅ ａｒｍａｔｕｒｅ ｗｉｎｄｉｎｇ ａｎｄ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔｓ ａｒｅ ｓｅｔ ｏｎ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔ ｍｏｖｅｒ．Ｔｈｅ ＰＭｓ ａｒｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎｅｄ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｔａｃｋｓ，ａｎｄ ｃｏｉｌｓ ａｒｅ ｗｏｕｎｄ ｉｎ ｔｈｅ ｓｌｏｔｓ ｏｆ ｅａｃｈ ｓｔａｃｋ．