永磁电磁混合Halbach阵列空间磁场三维解析计算及参数分析
2021-07-14罗成朱开锋张昆仑靖永志
罗成, 朱开锋, 张昆仑, 靖永志
(1.西南交通大学 电气工程学院,成都 611756;2.西南交通大学 磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室,成都 611756;3.成都衡力磁电科技有限公司, 成都 610207)
0 引 言
自Halbach阵列被美国劳伦斯伯克利国家实验室Klaus Halbach教授提出以来[1-2],已成功应用于粒子加速器、自由电子激光装置、电机等领域[3-5]。1998年美国科学家R.F.Post等设计出基于永磁Halbach阵列的Inductrack电动悬浮系统,利用Halbach阵列磁场一侧增强,一侧削弱的特性,可以为列车提供足够悬浮力的同时大大减少对车载乘客的磁场辐射[6]。但由于其自身的临界阻尼特性和空间磁场不可控,在受到外界干扰时,容易产生振荡[6]。为了达到对永磁电动悬浮系统空间磁场的调节控制,以实现永磁电动悬浮系统动态稳定悬浮, Ham提出了一种永磁体与电磁铁间隔排列的新型Halbach阵列,通过电磁铁线圈电流控制磁场大小,但其控制线圈安匝数过大而难以应用于实际工程中[7]。Han采用电磁铁Halbach阵列与永磁体Halbach阵列并行安装于车上,但存在永磁体Halbach阵列和电磁铁Halbach阵列磁场耦合问题,且未给出含端部效应的空间磁场解析式[8]。
基于以上研究,本文作者研究一种结构简单且工程更为实用的永磁电磁混合Halbach阵列。其通过在永磁体表面缠绕有源常导线圈,实现对Halbach阵列空间磁场的调节控制。
主要考虑的是变极电机与不变极电机的差价。根据上海电机厂提供的参考价格,TL 1600—28/56同步电动机的价格约为150万元/台,而TL1600—28同步电动机的价格约为100万元/台,则每台变极电机要多投资 50万元,10台电机共计500万元;……
