王振华,胡 凯,肖 进

(上海交通大学,上海 200240)

0 引 言

近年来，随着经济的不断发展，环境污染、能源短缺等问题开始严重制约社会的发展，节能与环保成为全世界关注的焦点问题[1]。为了保证经济的可持续发展，各国必须采取有效措施解决环境污染和能源紧缺问题。现在，国内外研究机构把焦点主要放在两个方面:一是从能源获取方面入手，探索可再生能源的利用，开发新型可再生能源；二是从能源利用方面入手，开发新型动力装置。作为新型动力装置，自由活塞内燃发电系统就十分符合现在社会能源利用要求。

自由活塞内燃发电机系统主要由两大部分组成，一是直线电机，二是自由活塞式内燃机。与传统内燃机相比，此系统中的自由活塞内燃机没有了飞轮与曲柄连杆机构，具有结构简单、效率高等优点，受到国内外越来越多科研机构的青睐[2]。

ARSHAD在2003年设计了一种新型的横向磁通直线发电机，该发电机具有嵌入磁铁式结构，有漏磁量少的优点，但同时也有加工困难等缺点[3-4]。文献[5-7]中WANG J对多种磁化方式的直线发电机进行了理论分析与有限元模拟。文献[8]中VAN BLARIGAN设计了一台圆筒形动磁式直线发电机，该电机为短动子长定子结构且共有25组相对独立的定子绕组。文献[9]中李斐斐研究了不同铁心材料引起的铁损及发电机效率，同时对永磁体的放置方式和电机极数进行优化。文献[10]中陈益广等人提出一种新结构的自由活塞永磁直流直线发电机，通过三维有限元分析，给出了有效削弱齿槽力波动的方法，并指出磁路调整环的必要性。……