胡 凯，肖 进，王金龙，朱成玮，黄 震

(上海交通大学，上海 200240)

0 引 言

节能与环保已成为世界各国关注的两大焦点问题[1]。为了降低能耗、减少环境污染，国内外研究机构一方面将目光集中于新型动力装置的开发上；另一方面也在积极探索可再生能源的利用，如太阳能，海洋能，地热能，风能等。自由活塞内燃发电机便是伴随着能源和环境问题而逐渐发展起来的一种新型动力装置。

自由活塞内燃发电机系统将自由活塞式内燃机和直线发电机耦合在一起，它取消了传统发动机中的曲柄连杆机构和飞轮，使整个装置的机械结构变得简单。自20世纪90年代以来，自由活塞内燃发电机系统受到国内外越来越多科研机构的青睐。

文献[2-3]提出一种新型嵌入磁铁式横向磁通直线发电机，该新型结构电机比传统横向磁通电机的漏磁少，但也存在电机结构的鲁棒性和加工制造等问题。文献[4-6]对轴向磁化、径向磁化及Halbach阵列的直线发电机进行了理论分析与有限元模拟。文献[7-8]对永磁直线磁齿轮复合发电机的结构进行优化，以降低空载反电动势谐波含量，提高基波幅值。文献[9]提出一种圆筒形自由活塞永磁直流直线发电机，研究了磁路调整环的厚度对电机性能的影响。文献[10]利用Magnet对平板型和圆筒型永磁直线发电机建模分析，同时对比了两种电机的功率与效率。文献[11]提出一种新型动圈式永磁直线发电机，利用等效磁路法建立电机的数学模型，并以推力密度为目标优化电机的主极磁环厚度。……