洪伟林,肖曙红,黎荣健

(广东工业大学机电工程学院,广州 511400)

0 引言

圆筒型永磁直线电机具有结构简便、高推力密度、高功率因数、响应快、无横端部效应等优势[1-2],在直线驱动的领域中获得了广泛的应用,如油田抽油机、机器人、精密机床等高动态响应伺服场合。但是,TPMLSM与旋转电机有所不同,其铁心两头开断使得铁心端部的磁导分布不均匀,造成端部产生作用力。另外,TPMLSM与旋转电机有所相同,齿槽力都是由于齿槽效应引起的,其与端部作用力构成直线电机的定位力,而定位力是引起永磁同步直线电机推力波动的主要原因之一[3]。

国内外学者对定位力进行了多方面的研究。其中,齿槽力通常可以采用同旋转电机抑制齿槽转矩的方法来削减,崔皆凡等[4]采用在齿部添加辅助槽来降低TPMLSM的齿槽力,并研究了辅助槽尺寸对TPMLSM齿槽力的影响;黄克峰等[5]采用不等宽槽口来削弱TPMLSM的齿槽力,并通过样机实验证明该方法可靠。 端部作用力由直线电机所特有的端部效应产生的,国内外学者较为关注对其抑制和补偿的研究[6-7]。彭兵等[8]通过解析法来研究电机的端部力产生机理和与铁心长度的联系,但没有确定最小端部力的初级铁心长度;王亚军[9]运用有限元仿真研究一种初级铁心斜端部结构,其计算结果为能够有效削减TPMLSM的端部力,从而抑制定位力波动;王斐然等[10]采用解析法对Halbach阵列永磁同步电机进行解析,推演出初级长度的计算公式来削减电机……