陈璇

[摘 要]混合励磁直线电机继承了永磁电机效率高、功率密度高的优势，又克服了永磁电机气隙磁场调节困难的问题，具有十分重要的应用价值，然而复杂的耦合磁场增加了其磁场解析难度。本文基于集总磁路法，进行混合励磁直线电机的磁场分析，并通过建立有限元模型进行解析模型的验证，结果表明，尽管由于忽略了结构中的漏磁，导致数值解与解析解有一定的误差，但解析模型仍能很好的反映电机推力大小与反电动势。

[关键词]混合励磁，集总磁路法，有限元分析

中图分类号：TM31 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）23-0320-01

1、电机数值模型建立

在电机设计分析中，根据需要，倾向于采用解析法寻找电磁设计规律，采用等效磁路法进行初步电磁和结构参数计算，使用有限元计算分析得到准确的磁场分布、电磁推力、反电动势。

如图1为混合励磁电机一对磁极结构图，其中回路C为其等效磁回路。

根据磁场中的安培环路定理，可得：

（1）永磁体为径向充磁，气隙中磁场完全为径向，且磁极中各部分磁感线方向都与回路C相平行；

（2）忽略结构中各部分漏磁；

（3）材料中无磁饱和。

2、电机有限元模型建立

在Ansys/Maxwell软件中建立混合励磁直线电机模型，基本结构尺寸如表1所示。充磁方式采取径向充磁，极数为8，定子槽数为12。

初级与次级相对运动速度设定为0.26m/s，负载电路的阻值设定为10Ω，励磁电流区间取为0-2.5A，仿真在1s时间内电机运动，仿真间隔取为0.01，如图2，图3所示为0.1s时电机磁感应强度与磁感线分布。……