采军, 王淑红, 庞聪

(1.太原理工大学电气与动力工程学院， 山西太原 030024;2.国网翼城县供电公司， 山西翼城 043500;3.中车永济电机有限公司， 陕西西安 710000)

直线感应电机应用于城市轨道交通,具有结构简单、直接驱动、推力大、爬坡能力强、转弯半径小等诸多优点[1-3]。目前,直线牵引系统已在我国的广州地铁线、首都机场线和长沙磁浮快线得到应用[4-6]。但是,直线感应电机在结构上具有初级铁芯开断、气隙大等特点,因此在设计计算方面与旋转电机有所不同。在“路”算设计方面的困难主要表现为复杂的端部效应处理[7]。在有限元“场”算数值求解方面,二维场只能沿纵向建模分析,直线感应电机的横向端部效应不能得到考虑;三维场建模分析虽然能够计入各类端部效应，模拟电机实际运行情况,但直线电机运动路径无循环带来的次级长度大、初级路径长、气隙长度大等特点,使得三维仿真几何模型和网格剖分量大,因此对数值求解的三维建模分析计算方法提出较高的计算机硬件和时间成本要求[8]。由于纵横向边端效应的存在,使得直线感应电机的设计计算和仿真模拟都较困难。

文献[9]基于MATLAB语言编写了直线感应电机“路”算设计程序,但未完整考虑横向端部效应以及纵向端部效应、集肤效应、次级漏电抗对电机性能的影响。文献[10]基于一维电磁场理论方程求解,系统推导了半填充槽、边端效应、次级漏电抗对等效电路参数影响的计算式,对上述参数应用于电机设计和性能计算没有做出明确说明。……