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基于Halbach 分布的磁障耦合永磁轨道交通驱动直线电机的推力分析

2021-08-05王秀平曲春雨

电源学报 2021年4期
关键词:有限元

王秀平,李 岩,曲春雨

(沈阳工程学院电力学院,沈阳 110136)

具有运载量大、能耗低、清洁等优点的轨道运输系统,可以在一定程度上解决城市拥堵的交通和车辆尾气排放污染问题。与传统旋转电机牵引的系统相比,使用直线电机驱动的轨道交通系统具有起动快、爬坡强、整体能耗小、建设成本低、安全可靠性高和维护检修量低等突出优点[1-3]。传统永磁直线电机永磁体和电枢绕组位于空气隙两侧,直接增加系统设备制造和维护成本,严重制约电机在长中短行程列车中的广泛应用[4-5]。相比而言,初级永磁型通用直线电机表现出多方面的优势,比如传动效率高、推力大且密度高等优点[6-8]。但是与永磁电机相比,在等量永磁体作用的情况下初级永磁型高速直线传动电机的最大输出功率减小,推力的控制能力降低。永磁无刷直流电机在效率、功率密度、维护难度及费用和使用寿命等方面都具有一定的优势。文献[9]利用有限元仿真和试验方法验证了无刷反馈电机的可行性和实用性;文献[10]对比验证了磁障耦合式初级永磁直线电动机与普通凸极初级永磁直线电动机相比具有更好的电磁性能。这是因为MBCPMRTDLM 受磁障式次级结构具有的磁耦合效应影响,永磁磁场以及电枢磁场会产生间接耦合,可以进一步完成机电能量之间的转换,在电机中次级结构具有“极数转换器”的功能[11-12]。MBCPMRTDLM 中永磁体提供的恒定励磁磁场使电机具有较高的电磁推力,沿轨道铺设的次级采用磁障结构,在降低制造成本的同时,提高了电机磁场的调制能力。……

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