基于ANSYS的超薄扁平永磁直线电机的热设计研究
电气工程毕业论文 永磁直线电机的有限元分析及计算
基于ANSYS8.0的永磁直线电机的有限元分析及计算学生姓名：指导教师：浙江工业大学信息工程学院电气工程系摘要永磁直线电机是一种具有很高定位精度的新型电机。
不同与其他励磁的直线电机，它采用永磁体作为励磁源。
研究其磁场分布及力特性具有重要意义。
相对于传统的解析法，有限元数值分析可以缩短电机的设计周期及减少设计成本，可对直线电机的磁场及力得出精确的分析。
ANSYS8.0是一种在工程中广泛使用的有限元分析软件，采用该软件中的电磁场分析功能对永磁直线电机的磁场进行有限元的分析和计算，并在此分析的基础上对永磁直线电机的力场做进一步的计算和分析，对永磁直线电机的设计具有重要的工程意义。
通过电磁场的有限元数值分析方法，利用通用有限元分析软件ANSYS8.0建立平板型单边永磁直线电机的有限元模型，分析其2维静态磁场，得到初步的分析结果，并在这个分析的基础上对永磁直线电机的力场进行了进一步的分析，计算直线电机的推力和法向力，结合永磁直线电机的静态磁场，研究了永磁直线电机推力及法向力和电流变化的相互关系，对今后永磁直线电机的设计和研究具有一定的参考意义。
关键词永磁直线电机、有限元、ANSYS、电磁场、推力、法向力- i -Finite Element Analysis and Calcultation of a Permanent Magnet Linear Motor Based on ANSYS8.0Student: Chen Shen Advisor: Peiqiong YuDepartment of Electric EngineeringCollege of Information EngineeringZhejiang University of TechnologyAbstractThe permanent magnet linear motor is a kind of new electrical engineering that has the very high fixed position accuracy.The differents between the permanent linear motor and the type of non-permanent is that it adopts thepermanent be the source of dlux Opposite in traditional resolution method,Finite element analysis can shorten the design period of the electrical engineering and reduce to the design cost,it also can get the analysis of a precision tu the magnetic field and fotce of the linear motor the ansys8.0 is a finitr element analvtical software.Throught the method of the Finite element for the electromagnetic analysis,we use ANSYS8.0 creat a model for the Permanent magnet lineat motor with finite element method.We analysis its 2-D setaic magnetic and get the first result. Then we analysis the force field by finish the analysis of its magetic field We calaulate the thrust and normal force combining the analysis of the permanent magnet linear motor,study the relationship between thecurrent and thrust,normal force.The work for this paper can give some help and advice to the study and design of the permanent linear motorKeywordsPMLSM, ANSYS, FEM,Electromagnetic field, thrust, normal force- ii -致谢在本次毕业设计的过程中，首先要衷心感谢我的指导老师余佩琼，在这一个学期的的毕业设计期间给于我很多的指导和帮助，在我遇到困难的时候，给了我许多有用的建议和提示。
基于Ansys10.0的Halbach永磁电动机设计分析
ｍ ｏｏ ｔｒ
０ 引 言 １ ７ ： ｉ
电机 技 术 正 向 着 高 速 、 高 效 、 高 功 率 密 度 、
微 型化方 向发 展 。 随着 稀 土 永 磁 电机 在 各 个 领 域 的不 断深 入 应 用 ，人 们 也 渐 渐 意识 到 了其 发 展 的
惯量都显得相对较大， 很难满足要求。
张好 明 ，孙 玉坤 １ ） １０ ３
摘 要 ：Ｈ ｌａｈ永磁 电动机 独特 的永磁体 结构 不仅 使其 磁极 磁 场 呈正 弦分 布 ，而 且还 可 以增 加 ａ ｃ ｂ 气 隙磁通 密度 ，削弱转子 轭部 磁 通 密度 ，这 使 得 在 提 高 电动 机 的功 率 密度 的 同 时，又 可 以减 小 电动机 的体 积 和提 高 电动机 的效 率。借 助 Ａ ｓｓ００有 限 元分 析软 件 对 Ｈ ｌ ｃ ｎｙｌ． ａ ａｈ列 以及 Ｈ ｌａｈ ｂ ａ ｃ ｂ 电动机进 行 了深 入研 究 ，有限元分 析结 果和样 机 的实验 数据说 明 了 Ｈ ｌａｈ电动机 的优越 性 。 ａ ｃ ｂ 关键 词 ：有 限元分析 ；Ｈ ｌａｈ列 ；脉动转 矩 ；设计 ；永磁 电动机 ａ ｃ ｂ
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微 电 机
中图分类号 ：Ｔ ３ １ Ｍ ５ 文献标识码 ：Ａ 文章 编号：１０ －８ ８ ２ ０ ）２０ ２ —３ ０ １６４ （０ ８ ０ —０ ９０ －
基 于 Ａ ｓｓ０ ０的 Ｈ ｌａｈ永 磁 电动 机 设 计 分 析 ｎｙｌ ． ａ ｃ ｂ
基于Ansys的三相永磁无刷直流电机设计
基于Ansys的三相永磁无刷直流电机设计陈治宇;田燕飞;陈风凯;何建源【摘要】根据Maxwell 2D有限元分析软件设计的一款150W 8p 600r/min的三相永磁无刷直流电机,论述了这种三相永磁无刷直流电机主要尺寸的确定、永磁材料的选取和计算方法,对其静态和动态性能进行分析,试制了样机;最后通过样机试验验证仿真结果的各项性能指标,误差在6％以内,验证了仿真设计的合理性和准确性.【期刊名称】《防爆电机》【年(卷),期】2013(048)004【总页数】4页(P5-7,13)【关键词】Ansys仿真;三相永磁无刷直流电机;设计【作者】陈治宇;田燕飞;陈风凯;何建源【作者单位】广东工业大学,广东广州510006;广东工业大学,广东广州510006;广东工业大学,广东广州510006;苇源电机有限公司,广东佛山528300【正文语种】中文【中图分类】TM330 引言永磁无刷直流电机具有结构简单、输出转矩大、调速范围宽、效率高、噪声低、可靠性高、使用寿命长、无滑动接触和换相火花等优点。
现已发展为集特种电机、微处理器，控制软件和硬件等于一体的机电一体化的高科技产品［1］。
近年来，随着三相永磁无刷直流电机应用的电压及功率范围的扩大，在交流供电的家用电器中的应用已经越来越受到人们的关注。
为了满足家用电器的新需求，对三相永磁无刷直流电机的尺寸、齿槽转矩、电磁噪声、运行性能等提出了新的要求。
因此，合理的电机设计对较高电压或较大功率的三相永磁无刷直流电机有重要的意义。
本文以设计的一款150W 8p 600r/min 的三相永磁无刷直流电机为实例，利用Maxwell 2D 建立了这款电机的二维有限元仿真模型，给出电机反电势、气隙磁密和电磁场的分布情况，分析齿槽转矩、输出转矩，计算空载永磁体磁场谐波等。
并在此基础上试制了样机，完成了有关性能的测试，验证了电磁设计和仿真分析的正确性，为三相永磁无刷直流电机的分析与设计提供了参考。
基于ANSYS的永磁电机的气隙磁场分析.kdh
2mm。 将电机安装在转台上 ，高斯计的探头置于电机 气隙中 ， 并与磁场方向垂直 ， 旋转转台 ， 每 转 动 1° ，
记录下一次高斯计的读数 ， 转动一周后 ， 将所有数据 绘制在表格上 。 其中 ， 将一对极下的数据 ， 绘制成气 隙磁密波形图 ， 如图 5 所示 。
0.6 0.4 0.2
磁场密度 /T
Ay Ax v y z x y
（1 ）
f 蓓 A f 蓦蓓 A f 蓦蓓 A 蓦
S S S
ax + ax + ax +
xx
f f a+ a δ A x ds + Axy y Axz z f f a+ Ayy y Ayz f f a+ Azy y Azz
· δAx +
y x x xy xz y y yy yz z z z zy zz
（7 ） 由于 δAx，δAy，δAz 除了在 Drichlet 上为 0 外 ， 在 其它任何地方都是任意的 ， 因而 ， 式 （7） 中前 3 个被 积式应分别为 0， 即 ，
f Ax x f Ay x f Az x f f f ＝0 z 塄 塄 塄 y z z z A A A
f y Axx
yz
f z Axy
yy
f Axz
yz
δAx dxdydz+
y
z
zx
zy
zz
自动化与仪表
2009(2)
55
创意与实践
导磁体 磁钢
隙磁场的影响 。 将转子环材料从 2Cr13 改为 1J50。 重
气隙
新计算气隙磁场 ，计算得气隙磁密的幅值为 0.55T。 在其它参数不变的情况下 ，分析永磁体厚度对气 隙磁场的影响 。 将永磁体的长度从 2.7mm 改为 3mm。 重新计算气隙磁场 ，计算得气隙磁密的幅值为 0.51T。
新型永磁电机的设计、分析与应用研究
新型永磁电机的设计、分析与应用研究引言：随着电力需求的不断增长以及环境保护的意识逐渐提升，备受关注。
新型永磁电机以其高效能、高功率密度和低噪音等优势，得到了广泛的应用。
本文将对新型永磁电机的设计原理、分析方法和应用前景进行探讨。
一、新型永磁电机的设计原理（一）永磁电机原理永磁电机是一种通过静态永磁体产生磁场，与旋转部件相互作用产生转矩，从而实现电动机操控的装置。
永磁电机的主要组成部分有定子、转子以及永磁体。
通过调整定子和转子之间的磁场分布，可以实现不同类型和规格的永磁电机。
（二）新型永磁电机设计原理新型永磁电机在传统永磁电机的基础上进行了改进，主要体现在永磁体的选择和配置、铁芯的优化设计、磁路的改善以及控制系统的革新等方面。
新型永磁电机通过优化设计和改进，使其能够更好地适应特定工况下的性能需求。
二、新型永磁电机的分析方法（一）电磁分析电磁分析是新型永磁电机设计中不可或缺的环节。
通过建立电磁模型，可对电机的输出特性、转矩特性、能量转换效率等进行分析和计算。
常用的电磁分析方法包括有限元分析、解析法和试验验证等。
（二）热分析新型永磁电机在工作过程中会产生一定的热量，热分析能够评估电机的散热性能和热稳定性。
通过建立热传导模型，可以分析电机的热分布和温升情况，并进行热设计的优化。
（三）动力学分析动力学分析是研究新型永磁电机运动过程的一种方法。
通过建立动力学模型，可以研究电机的转矩特性、响应速度以及动态响应能力等，并进行性能优化。
三、新型永磁电机的应用研究（一）新能源领域新型永磁电机因其高效能和高功率密度的特点，被广泛应用于新能源领域。
如风力发电、太阳能发电、电动汽车等。
新型永磁电机的应用有效地提高了新能源设备的能量转换效率，推动了新能源产业的发展。
（二）工业自动化领域新型永磁电机由于其高精度、高可靠性和低噪音等特点，被广泛应用于工业自动化领域。
如机床、机器人、印刷设备等。
新型永磁电机的应用使得工业自动化设备具备更高的生产效率和更好的稳定性。
基于Ansys的三相永磁无刷直流电机设计
（ １广 东工业 大学 ， 广 东广 州 ５ １ ０ ０ ０ ６； ２苇源 电机有 限公 司， 广 东佛 山 ５ ２ ８ ３ ０ ０ ）
摘 要 根据 Ｍａ ｘ ｗ ｅ Ｌ ｌ ２ Ｄ有限 元分析 软件设计 的一款 １ ５ ０ Ｗ ８ ｐ ６ ０ ０ ｒ ／ ａ ｒ ｉ ｎ的三相 永磁无刷直
０ 引 言
永磁 无刷 直流 电机 具 有 结 构 简单 、 输 出 转 矩 大、 调 速范 围宽 、 效 率高 、 噪声低 、 可 靠性 高 、 使 用
势、 气隙 磁 密 和 电磁 场 的 分 布 情 况 ， 分析 齿 槽 转 矩、 输 出转矩 ， 计算 空载 永磁体 磁场 谐波 等 。并在 此基 础 上试 制了样机 ， 完成 了有关性 能 的测试 ， 验 证 了 电磁 设 计和 仿 真 分 析 的 正确 性 ， 为 三相 永磁 无刷 直流 电机 的分析 与设 计提供 了 参考 。
爆 晓机
（ Ｅ Ｘ Ｐ Ｌ Ｏ Ｓ Ｉ Ｏ Ｎ — Ｐ Ｒ Ｏ Ｏ Ｆ Ｅ Ｌ Ｅ Ｃ Ｔ Ｒ Ｉ Ｃ Ｍ Ａ Ｃ Ｈ Ｉ Ｎ Ｅ ）
第 ４ ８ 卷 ２ ０ １ （ ３ 年 总 第 １ ４ 期 ７ ３ 期）
基于 Ａ ｎ ｓ ｙ ｓ 的三 相 永 磁 无 刷 直 流 电机设 计
寿命长 、 无滑动接触和换相火花等 优点 。现 已发
展 为集 特种 电机 、 微处 理器 ， 控 制软件 和硬 件 等 于
一
体 的机 电一体 化 的高科 技产 品 ］ 。
近年来， 随 着三 相 永 磁 无 刷 直 流 电机 应 用 的
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ａ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ － ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｐ ｅ ｒ ｍａ ｎ ｅ ｎ ｔ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｂ ｒ ｕ ｓ ｈ ｌ ｅ ｓ ｓ ＤＣ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ｏ ｆ １ ５ ０Ｗ ， ８－ ｐ ｏ ｌ ｅ ｓ ， ６ ０ ０ ｒ ／ ａｉ ｒ ｎ ｗｉ ｔ ｈ ｉｎ ｆ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ｏ ｆ Ｍａ ｘ ｗｅ ｌ ｌ ２Ｄ ，ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｄ ｉ ｓ —
基于ANSYS的低速永磁电机转子结构减重研究
基于ANSYS的低速永磁电机转子结构减重研究
高俊;曹建
【期刊名称】《电机技术》
【年(卷),期】2022()5
【摘要】针对低速永磁同步电机转子质量重的问题,应用ANSYS有限元分析软件对转子支架结构进行优化分析,去除结构上的多余材料,在保证结构刚、强度的基础上,实现了转子结构减重的目标。
【总页数】4页(P36-39)
【作者】高俊;曹建
【作者单位】沈阳工业大学国家稀土永磁电机工程技术研究中心;江苏中工高端装备研究院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM356
【相关文献】
1.基于ANSYS的永磁风力发电机转子强度分析与结构优化
2.基于滑模观测器的永磁同步电机低速下无传感器转子位置检测的研究
3.基于ANSYS的永磁电机转子冲片结构的优化设计
4.基于RMxprt的矿用低速高效永磁直驱电机转子结构分析
5.基于ANSYS的低速永磁电机机座结构分析
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基于ANSYS的推力永磁轴承磁力特性研究
案 值为 0． 001 m。而相对磁环来说，空气和远场作为 E n 包络场，其对网格所要求的精度不高，故对其进行 A .c 自由网格划分，并设置面单元边长为 0． 002 m。
2． 3 加载求解
C g 在研究推力永磁轴承内部的磁场分布时，暂 r 不考虑其向外的漏磁，因此在模型最外层加上磁
凯 o 面重合时能产生较大的轴向力，而径向方向上的
不稳定力 较 小，适 合 做 斥 力 型 轴 向 轴 承。 故 文 中
e 以此类型永磁轴承单元作为基本结构组成一种推 O 力永磁轴承，其结构如图 2 所示，该轴承主要用于 CAwMwEw.cam 承受轴向载荷。
环对动磁环的磁力 Fz1 （ 方向向上） 相应增大，而动 磁环与上定 磁 环 间 的 气 隙 变 大，上 定 磁 环 对 动 磁
值。空气的相对磁导率设置为 1，磁环的材料则通
过设置 Hc 和 μr 来完成。由于磁环材料采用 N35
型 NdFeB，根据 实 验 室 所 定 制 的 磁 环 测 得： Hc =
922 880 A / m，Br = 1． 210 6 T。由 于 真 空 磁 导 率
μ0 = 4π × 10 － 7 H / m，故磁环的相对磁导率 μr = Br /
ISSN1000 － 3762 轴承 2014 年4 期 CN41 － 1148 / TH Bearing 2014 ，No． 4
5 －9
基于 ANSYS 的推力永磁轴承磁力特性研究
张坚，孙玉卓，张海龙，孟庆涛，张钢
（ 上海大学 机电工程与自动化学院，上海 200072）
摘要： 对一种推力永磁轴承进行了力学特性分析，由于其只产生轴向位移且具有轴对称结构，故将其简化成轴
基于Ansys的盘式永磁同步电动机的仿真和试验
Ｖ×Ｈ ：
Ｖ × Ｅ ＝ 警 ｝
Ｖ×Ｂ ＝０ ｌ
（ １ ）
收稿 日期 ： ２ ０ １ ４ — １ ０ — １ １
基 金项 目： 科技部科技 支撑计划项 目（ ２ ０ ０ ９ Ｂ Ａ Ｇ１ １ Ｂ ０ ２ ） 作者简介 ： 涂 耀文（ １ ９ ９ １ 一） ， 女， 硕士研究 生 ， 研究方 向为轨道车辆牵引 电机研究 ； 陆正刚（ １ ９ ６ ６ ＿ ＿ ） ， 男， 教授 ， 博士生导师 ， 研 究方向为轨 道车辆多体动力学研究 。
电机基本结构参数 ， 软件便会 自动生成三维有限元模 型ｌ ７ ］ ， 无 须在 三维 ｃ ａ ｄ 中建模 导人 Ａ ｎ ｓ ｙ ｓ 。 由于 盘式 电 机结构的对称性 ， 为缩减计算量和计算周期 ， 可以将其
简化为 １ ／ ４ 模型 ， 将 单转 子双 定 子 的盘 式 结构 ， 简化 成
单转子单定子模型 ， 从而在不影响求解精度的前提下 使计算量大为减小。在完成初步模型后 ， 在生成的几 何 模 型里定 义 电机 的材料 属性 、 边 界条 件 和绕 组 的激
磁 源 。直 接采 用三 相交 流 电源 供 电 ， 如下 ：
图 １ 盘 式 电机 模 型 结 构 图
Ｆ ｉ ｇ ． １ Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｄｉ ｓ ｃ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ｍｏ ｄ ｅ ｌ
第３ 期
涂耀文 ， 等： 基于 Ａ ｎ ｓ ｏ ｆ ｔ 的盘式永磁 同步 电动机 的仿真和试验
式 中： 日为磁 场强 度 ； Ｅ为 电场 强度 ； 为磁感 应 强度 。 在式（ １ ） 的基 础上 可 以构造 出两个 恒 等式 ， 如式 （ ２ ） 所 示
基于ANSYS的水冷电机的热仿真
比 热 容 导热系数 粘性系数
J/(kg.k) W/(m.k)
Pa.s
机壳
6063-T5
2700
881
238
-----
定子
B35A30
7650
450
42.5
-----
绕组
铜
8930
386
385
-----
转子
B35A30
7650
450
42.5
-----
电机轴
20CrMnTi 7850
480
50.2
-----
(1.6)
2.3.2 电机端部元件对流换热系数
电机高速旋转时，转定子和绕组端部均与空气产生很强界面相对运动，其表面对流换热系
数和静止是有很大差别，故需要对其进行修正，相关计算方法按照文献[7]中的经验公式，具体
如下：
定子绕组端部换热系数 ⓴：
⓴
⓴
⓴
⓴
⓴
⓴
上式中： ⓴为绕组端部努赛尔数
⓴为绕组端部雷诺数
表 3 产热率参数
转速 r/min
绕组 损耗 w
定子 损耗 w
转子 损耗 w
绕组产热 率 w/m3
定子产热 率 w/m3
转子产热 率 w/m3
3000
1365
972
990
8.76×106 2.63×106 1.89×106
根据表 1 可知，定子外半径为 65mm，内半径为 43mm，转子外半径为 42.5mm，空气间隙厚 度为 5×10-4m；通过查询可知，空气运动粘度为 1.48×10-5m2/s，导热系数 0.023w/(m.k)，带入
空气域
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．
Ｋ ｅ ｗｏ ｄ ：ｈ ａ ｙ ｒ ｓ ｎｅ ｒｍｏｔｒ； ｔ ｒ ａ ｅｉ ； ＡＮＳ Ｓ； ＡＰ Ｌ ｏ ｈｅｍ ｌｄ ｓ ｎ ｇ Ｙ Ｄ
０ 引 言
直 线 电 机 是近 年 来 迅 速 发 展起 来 的一种 新 型 电机 ，
漆 包线 提 供 直流 电励 磁 ，因此 热设 计 显得 尤 为重 要 。结 合 有 限元 仿 真 软 件 Ａ Ｙ ＮＳ Ｓ的热 设 计 部 分 ，对 电 机 的 结 构 建模 后进 行 热分 析 ，并建 立 电机 的散 热模 型 。
，
ａ ｈ ｔ ｕ ｔ ｒ ｆｔ ｅ ｍａ ｕ ａ ｔ ｒｎｇ ｐ ｏ ｅ ｓｉ ｏ — ｎｄ ｔ ｅ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ｏ ｎ ｆ ｃ ｉ ｒ ｃ ｓ ｓｃ ｎ ｈ ｕ
ｃ ｒ ｄｗ ｉ ｈｅｍｏｔ ｏ ｌｎ ｙ ｔｍ ｅ ｉ ，Ｓ ｈ ｅｍａ ｅｉ ｅｍｏｔ ｓｇ ｓｔ ｅｍ ｏ ｔｉ ｐ ｔｎｔａ ｉ ｃ ｌ．Ｔｈ ｓｐ ｐ ｒｉ ｓ ｄ ｅｎｅ ｔ ｔ ｈ ｏｒｃ ｏｉ ｇ ｓｓｅ ｄ ｓｇ ｎ Ｏ ｔ ｅ ｔ ｒ ｌｄ ｓ ｈ ｎ ｇ ｏｆｔ ｈ ｏｒｄｅｉｎ ｉ ｈ ｓ ｍ ｏｒａ ｎｄ ｄｆ ｕｔ ｉ ｆ ｉ ａ ｅ ｓｂａｅ ｏｎ ａｋｎｄ ｏ ｌｒ ｈｃ ｎｅｓｌ ａ ｏｏｒｗ ｈｃ ｓｄ ｓｇ ｄｂ ｕｒｅｖ ｓ ｓｎ ｈｅｔ ｒ ａ ｅｉ ａ ｆｔ ｉ ｆｕｔａｔ ｉｋ ｓ ｉ ｒｍ ｔ ｉｈ ｉ ｅｉｎｅ ｙ ｏ ｓｌｅ，ｕ ｉｇ ｔ ｈｅｍ ｌｄ ｓ ｎｅ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ＡＮ Ｓ ｔ ｈｅ ＹＳ Ｒ ｅｏｖ ｄ ｔ ｏ ｅ ｏ ｓ ｌｅ ｈｅｐｒ的 重 点 在 于 其 结 构 设 计 和 热 设 计 ， 而 结 构 的 制 造 工 艺 又 与 电 机 的 散 热 系 统 的 设 计 相 关 ．
所 以 电机 的热 设 计研 究 是 电机 设 计 的重 点 和难 点 ，论 文针 对 一种 自行设 计 的超 薄扁 平 永磁 直线 电
文 章 编 号 ： １０ — ６ ３ （０ ２ １ ０ ２ ０ ０ ２ ６７ ２ １ ）０ — ５ — ３
基 于 ＡＮ Ｙ Ｓ Ｓ的超薄扁 平永磁 直线 电机 的热设计研究
毕 文 武 ， 范 良志 ，张 楠
（ 汉 纺 织 大 学 机 电 工 程 学 院 ，湖 北 武 汉 ４ ０７ ） 武 ３ ０ ３
１ 电机 的结 构 设 计 模 型 以及 热 敏 感 区域
１１ 直 线 电 机 的 结 构 简 介 ．
为 本 文 设 计 的 超 薄 直 线 电 机 选 择 永 磁 同 步 直 流 无 刷 电 机 ．在 一 般 的 永 磁 无 刷 直 流 电 机 中 ． 电 枢 线 圈 安 放 于
里温 度 低 的永磁 体 （ 在市 面 上性 能 最好 的钕 铁 硼稀 土 现 磁铁 工 作 温 度 约为 ８ 。 、漆 包 线绕 制 成 的励 磁线 圈 （ ０） 工 作温 度 约为 １０ 左 右 ） ３。 、以及 散 热极 为 困难 的 密闭气 隙 ． 所 以热 设计 显 得非 常必 要 。本 文所 设 计 的直 线 电机 是 国 家 自然 基金 中为改 进针 织 机械 中存 在 的 一系 列 问题 而设 计 的一 款超 薄 扁平 永磁 直 线 电机 ．为 了在满 足针 织 机械 极 为 苛 刻 的厚 度要 求 的 同 时 满 足 其 良好 的 动 态 性 能 要 求 ，设 计 的 直 线 电 机在 总 体 结 构 上采 用 了超 薄 扁平 式 、
机 ，利 用 有 限元 软件 Ａ ＹＳ的热 设计 部分 ，解决 了电机 热设 计数 学模 型的 严 重 非线性 化 ．不能 直 ＮＳ
接 得 到收 敛解 的 问题 ，并利 用 了 Ａ ＹＳ的 ＡＰ ＮＳ ＤＬ模 块对 电机 有 关热 设计 的参 数进 行 了优 化 。
关 键 词 ： 直 线 电 机 ； 热 设 计 ：ＡＮＳ Ｓ Ｙ ：Ａ ＤＬ Ｐ
第２ ５卷 第 １期 ２１ ０ ２年 １月
机 电产 品 开发 与 新
Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔ Ｉｎ ｖ ｔ ｎ ｏ ｃ ｉｅ ｙ＆ Ｅ ｅ ｔ ｃ ｌＰ ｏ ｕ ｔ ｖ ］ｐ ｎ ＆ ｎ ｏ ａｉ ｆＭａ ｈ ｎ ｒ ｏ ｌｃｒ ａ ｒｄ ｃｓ ｉ
Ｖｏ１ ５． ． Ｎｏ． ２ １
，
ｓ ｒｏ ｏ ｉ ｅ ｒ ｏ ｅ ｔ ｅ ｍ ａ ｓｇ ａｈｅ ａ ｃ ｏ ｅ ，ａ ｅ ｔ ｅ ＡＰＤＬ ｏ ｏｐ ｉ ｉｔｔ ｅ ａｅ ａ ａ ｅ ｅ ｆｔ ｅ ｔ ｅ ｍａ ｓｇ ｅ ｉ ｕｓｎ ｎｌ ａ ｆｔ ｈ ｒ ｌｄｅ ｉ ｍ ｔ ｍ ｔ ａ ｍ ｄ ｌ ｎｄ ｕｓ ｈ ｎ ｈ ｎ ｉｌ ｔ ｔ ｓ ｈｅ ｒ ｌ ｔ ｄ ｐ ｒ ｍ ｔ ｒ ｏ ｈ ｒ ｌｄｅ ｉ ｍ ｓ ｈ ｎ
Ｂ／Ｗ ｅ ｎ—Ｗ ｕ， ＦＡＮ ａ － Ｌｉｎｇ Ｚｈｉ ＺＨＡＮＧ ｎ ，・ Ｎａ
（ ｈ ｎＴｅｔｅＵｎｖ ｒ ｔ， ｈｎ Ｈｕ ｅ ４ ０ ７ ，Ｃｈｎ ） Ｗｕ ａ ｘｉ ｉｅｓｙ Ｗｕ ａ ｂ ｉ ３ ０ ３ ｌ ｉ ｉａ
Ａｂｓ ｒ ｃ ：Ｔｈｅ ｆ ａ ｉ ｔ ｏ ｈ ｏ ｏ ｅ ｉ ｎ ａ ｅ ｓｒ ｃ ｕｒ ｅ ｉ ｎ ｈｅ ｍ ａ ｅ ｉ ｔａ ｔ ｏｃ ｌ ｐｏ ｎ ｆｔ ｅ ｍ ｔ ｒ ｄ ｓ ｒ ｔ ｔ ａ ｄ ｓ ｇ ｕ ｌ ｎ ｇ ａ ｄ ｔ ｒ ｌｄ ｓｇ ｎ
中 图 分 类 号 ：Ｔ ３ Ｐ７
文 献 标 识 码 ：Ａ ｄ ｉ ０３ ６ ／．ｓ．０ ２ ６ ７ ．０ ２０ ．２ ｏ： ．９ ９ ｊｓｎ１０ — ６ ３２ １ ．１ ２ １ ｉ ０
Ｔｈ ｅ ｍ ａ ｓｇ ｆｔ ｅ Ｕｌｒ ｈ ｃ ｎ ｓ ｎ ａ ｏ ｏ ｓ ｎ ＡＮＳ ｅ Ｔｈ ｒ ｌＤｅ ｉ ｎ ｏ ｔ ａ Ｔ ｉ ｋ ｅ ｓＬｉ ｅ ｒ Ｍ ｔ ｒＢａ ｅ ｏ ｈ ＹＳ
它在 具 有结 构 简单 ，运 行 可靠 ，不 需要 中间 的转 换 机构 就可 以输 出直线 运 动 的优 点 的 同时 ，也带 来 了 电气控 制 部分 复 杂 ，散热 性 能差 的 缺点 ，其 中的散 热 问题 是 电机
研 究 的 重 点 ，也 是 难 点 。一 般 永 磁 直 线 电 机 由 于 具 有 居