郭 亮，王 吟

（浙江理工大学 纳米测量技术实验室，浙江 杭州 310018）

0 引 言

直线电机免除了旋转电机中直线－旋转的转换机构，可直接将往复直线运动中的动能转化为电能，其结构简单、系统效率高、适用性广。目前其在海浪发电、活塞发电、振动发电[1-2]等领域的应用已成为研究的焦点。双层永磁直线发电机采用双层圆筒式Halbach 励磁结构，与传统圆筒式永磁直线电机相比，可在气隙中产生更高的气隙密度，具有功率密度高、效率高等优点。

为了更方便、灵活地检测双层永磁直线发电机的性能，本研究设计一个可调速的直线发电机效率测试系统，该系统采用直线电动机带动直线发电机往复运动，利用光栅、推拉力传感器、数据采集卡等设备搭建硬件结构，使用图形化可视测试软件LabVIEW 开发软件测试平台，通过对数据的采集、处理和显示[3-5]，可实时检测发电机的输入推力、运行速度、位移和输出电压等状态，并予以保持。

1 双层永磁直线发电机介绍

双层永磁直线发电机结构的模型轴截面大致如图1 所示。

图1 双层永磁体直线电机结构图

电机采用双层定子结构，定子部分由永磁体和铁芯两部分构成。内定子和外定子一端由端盖固定，另一端开口以放置绕组。内层定子铁芯外侧和外层定子铁芯内侧固定放置有永磁体，永磁体成Halbach 阵列分布。绕组放置在双层定子中间，采用无铁芯结构，通过轴与外部驱动设备相连。当发电机被沿轴向往复驱动时，绕组将切割磁场产生感应电动势，后接负载时将对外供电。……