基于FLUX的直线电机建模及仿真分析
某一个圆筒形直线电机瞬态磁场仿真总结报告
1.25
Cylindric_PM
Curve Info FluxLinkage(WindingA) Setup1 : Transient FluxLinkage(WindingB) Setup1 : Transient FluxLinkage(WindingC) Setup1 : Transient
二、设置材料属性及分配材料：Band面域及外层面 域为空气，绕组材料为铜，定子铁芯及转子铁心为 10号钢，永磁体材料为NdFe30。分配如图：
三、激励源及边界条件的定义和加载：对永磁 体进行磁极方向的确定，并采用径向充磁。绕 组线圈为200匝，加载电流源激励。加载的边 界条件为气球边界条件。 四、运动选项设置：直线电机瞬态磁场分析针 对电机直线运动时的磁场变化而言的，选中 Band面域，设置运动类型为直线运动，运动 平行与坐标轴Z，初始位置为0，为确保磁极不 脱离初级，双向位移分别设置为-40cm和 50cm。
250.00
InducedVoltage(WindingC) Setup1 : Transient
125.00
Y1 [V]
0.00
-125.00
-250.00
-375.00 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 Time [ms] 25.00 30.00 35.00 40.00
圆筒直线电机A、B、C三相绕组的磁链曲线：
Cylindric_PM
Curve Info
ANSOFT
Moving1.Force_z Setup1 : Transient
25.00
12.50
Moving1.Force_z [new37.50
-50.00 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 Time [ms] 25.00 30.00 35.00 40.00
永磁同步直线电机驱动系统的仿真研究的开题报告
永磁同步直线电机驱动系统的仿真研究的开题报告一、研究背景随着现代传动技术的不断发展，在工业自动化领域，永磁同步直线电机驱动系统已成为一种非常重要的驱动方式。
其具有高空间利用率、高动态特性、高精度定位、快速响应等优点，被广泛应用于构成复杂运动系统的各个部分。
针对永磁同步直线电机驱动系统，传统的设计与调试方法主要基于试验和经验，即反复更改设计参数，并进行试验验证，这种方法所需的时间、成本，以及具有不确定性等缺陷限制了驱动系统的优化、高效性快速性等方面的进展。
因此，开展永磁同步直线电机驱动系统的仿真研究是十分必要的。
二、研究内容本研究将以永磁同步直线电机驱动系统为研究对象，重点在以下几个方面进行深入研究：1.永磁同步直线电机的数学模型建立：在直线电机的设计和仿真中，数学模型构建是关键步骤之一，将建设永磁同步直线电机的电气模型，使其不同的参数值能得到不同的电机特征。
2.永磁同步直线电机驱动系统的控制策略设计：控制应根据具体的驱动应用机器人等来进行编程，从而实现不同的运动特性，我们将开发控制算法以生成不同位置的速度和加速度曲线。
3.开发永磁同步直线电机的驱动系统仿真平台：将永磁同步直线电机的数学模型和控制策略进行仿真，实现不同的驱动过程仿真。
三、研究目标本文献的研究期望达到以下目标：1.建立一个适合永磁同步直线电机的数学模型，准确地模拟驱动过程，从而得到更准确，更准确的仿真结果。
2.设计永磁同步直线电机的驱动系统控制策略，使永磁同步直线电机的性能得到最优化。
3.开发一个实用的仿真平台，通过设置不同的参数调整，使仿真结果与实际应用中表现一致，给出了实际应用中永磁同步直线电机驱动系统的优化方案。
四、预期成果1.针对永磁同步直线电机驱动系统，建立一个适用且准确的数学模型。
2.设计出一种适用于永磁同步直线电机驱动系统的控制策略，以达到最优化的驱动效果。
3.开发出一个适用于永磁同步直线电机的驱动系统仿真平台，以直观呈现各系统参数与应用效果之间的关系，为实际应用中提供驱动系统优化方案。
毕业论文-数控机床用直线电机的设计与研究【范本模板】
河北工程大学毕业设计(论文）数控机床用直线电机的设计与研究学院（系）：专业班级:学生姓名：指导教师:摘要 (I)Abstract (V)第一章绪论 (1)1。
1 直线电机的发展 (1)1.2 直线电机在数控机床上应用的现状 (1)1。
3 直线电机的工作原理 (2)1。
4 本文的研究内容与意义 (3)1。
4.1 本文的主要研究内容 (3)1。
4.2 本文的研究意义 (3)1。
5 结语 (4)第二章直线电机的改进设计 (5)2.1 弹性支承直线电机结构分析 (5)2.2 现有直线电机的磁路分析及改进措施 (8)2.2。
1 磁性材料 (9)2。
2。
2磁路设计基本原理 (11)2。
2。
3磁路的简单计算 (14)2.3 改进型直线电机的结构设计与分析 (17)2.3.1 线圈及线圈骨架的设计 (18)2。
3.2骨架支承的设计和连接 (18)2.3。
3弹性支承的设计及刚度计算 (19)2.4 直线测速发电机的设计 (21)2.5 小结 (23)第三章直线电机的建模及仿真 (24)3。
1 直线电机在SOLIDWORKS软件中的建模 (24)3。
1.1 SolidWorks软件简介 (24)3.1.2 用SolidWorks软件进行建模 (24)3.2 对建立的模型在ADAMS软件中进行动作仿真 (31)3。
2。
1 ADAMS的简介 (31)3。
2.2 动作仿真过程 (31)第四章动态切削力和板状弹簧的有限元分析 (33)4.1 引言 (33)4.2 有限元软件ANSYS介绍 (33)4。
2。
1 ANSYS的模块介绍 (33)4。
2.2 ANSYS软件提供的分析类型 (35)4.2。
3 ANSYS计算分析的载荷 (36)4。
3 非圆车削动态切削力的有限元分析 (37)4。
3.1基于ANSYS的动态切削力分析 (37)4。
3.2 直线电机板状弹簧刚度的有限元分析 (37)第五章直线电机电磁场有限元分析 (41)5。
永磁直线无刷直流电动机的建模与仿真
第38卷 第2期2004年2月 西 安 交 通 大 学 学 报J OU RNAL OF XI′AN J IAO TON G UN IV ERSIT YVol.38 №2Feb.2004永磁直线无刷直流电动机的建模与仿真梁得亮1,鲁军勇1,丰向阳2(1.西安交通大学电气工程学院,710049,西安;2.天津核工业理化研究院,300180,天津)摘要:从永磁直线无刷直流电动机(L PMBDCM)的基本原理出发,利用MA TLAB/SIMUL IN K中的S2 Function模块,构造了永磁直线无刷直流电动机的数学模型.利用二维有限元法结合时步法和能量摄动法计算出电机的反电势和电感,合理地考虑了由于L PMBDCM的边端效应造成的磁链和反电势不对称.用该模型分析电机的动态性能,得到了电机运行时的相电流、推力和速度曲线.仿真结果与基于ANSOF T二维有限元计算的结果吻合较好,验证了该模型的正确性.该模型具有运算速度快、简单易行等优点,为今后该类电机控制策略的研究及具体实现提供了新的途径.关键词:永磁直线无刷直流电动机;数学模型;有限元法;仿真中图分类号:TM35914 文献标识码:A 文章编号:0253-987X(2004)02-0186-04 Modeling and Simulation of Linear Permanent Magnet Brushless DC MotorL iang Deliang1,L u J unyong1,Feng Xiangyang2(1.School of Electrical Engineering,Xi′an Jiaotong University,Xi′an710049,China;2.Tianjing NulearIndustrial Graduate School of Physics&Chemistry,Tianjing300180,China)Abstract:Based on the principle of linear permanent magnet brushless DC motor(L PMBDCM),the simulation model of L PMBDCM was constructed by using the simulation block of S2Function in the MA TLAB/ SIMUL IN K.Accounting for the asymmetry of flux chain and back electromotive force caused by end effect,the 2D finite element method(FEM)combined with time stepping and energy perturbation was used to calculate back electromotive force and inductance parameter properly.The dynamic performance of L PMBDCM are simu2 lated,and the phase current,thrust and velocity curves are presented.The simulation result gives a very good a2 greement with the result based on ANSOF T.The validity of the model was verified and a new way was provided. K eyw ords:li near perm anent m agnet brushless DC motor;m athem atic model;f i nite element method;si m ula2 tion 永磁直线无刷直流电动机(L PMBDCM)是一种新型的直线电机,与其他类型的直线电机相比具有单位出力大、调速性能好、定位精度高及易于控制等优点,有着广泛的应用前景[1,2].深入研究其结构与动态性能的关系,减少推力脉动,将为开发研究此类电机应用于生产实际奠定理论基础.由于永磁材料性能的不确定性,电机磁路结构的特殊性、边端效应以及磁饱和等诸多因素的影响,L PMBDCM的动态性能较一般的电励磁式电机有很大的不同,因此设计前对电机的动态性能进行数字仿真就显得十分必要.目前,国内外对L PMBDCM及其控制系统仿真时,通常是将其完全等效为一个直流电机模型,给出系统的方框图进行仿真[3,4].这种方法从理论上讲是可行的,但不足之处是难于对系统的动态过程进行分析,也无法看到电力电子开关瞬时开关造成的相电流的脉动,同时没有考虑边端效应的影响.本文以L PMBDCM的数学模型为基础,利用MA TLAB的强大矩阵计算功能和SIMUL IN K交收稿日期:2002-05-28. 作者简介:梁得亮(1965～),男,副教授. 基金项目:西安交通大学青年基金资助项目.互式仿真集成环境,建立电机模型的S 2Function ,从而完成对L PMBDCM 的仿真研究.1 工作原理和数学模型L PMBDCM 系统一般是由永磁直线同步电机、直流电源、逆变器和位置传感器等组成.逆变器采用120°电角度导通方式,任一时刻有两个电力电子开关导通,每隔60°电角度电流从一相换到另一相.驱动电力电子开关的是恒幅的PWM 调制输出信号,该信号经过放大后,使对应的电力电子开关开通或关断,将直流电压变成幅值和频率可调的电压方波供给电机的动子线圈.利用MA TLAB/SIMUL IN K 中的S 2Function 模块对L PMBDCM 进行模拟仿真,首先要建立它的数学模型或状态方程.为了建立通用的数学模型,首先做出如下假设:(1)假设电机的磁路是线性的,不考虑饱和效应;(2)不考虑电机的磁槽效应及齿吸力.在上述假设的基础上,考虑到电机的动子磁阻不随位置变化,L PMBDCM 的电压方程矩阵形式可以表达如下u a u b u c =R a 000R b 0R c i ai b i c+L aa L ab Lac L ba L bb L bc L caL cbL ccdd ti ai b i c+e a e b e c(1)式中:R a 、R b 、R c 为三相绕组的电阻(Ω);L aa 、L bb 、L cc 为三相绕组的自感(H );L ab 、L ac 、L ba 、L bc 、L ca 、L cb 为任意绕组的互感(H );u a 、u b 和u c 为相电压(V ),i a 、i b 和i c 为相电流(A ),e a 、e b 和e c 为相绕组切割磁场产生的反电动势(V ).L PMBDCM 的电磁推力方程可以表示如下F e =(e a i a +e b i b +e c i c )/v r (2)式中:v r 为动子速度(m/s ).由于直线电机固有的边端效应影响,其反电势和电感参数不同于普通的直流无刷电机,三相磁链和反电势并非严格对称,仿真所需的反电势可以由二维有限元时步法求得.所谓二维有限元时步法,就是在任意时刻利用有限元磁场计算电机反电势,在时间上按一定的步长计算,每一步均按稳态场计算方法,求解相应时间和状态下电机的参数,得到方程的数值解,进而得到L PMBDCM 的动态解.采用时步法的步骤如下:首先定义迭代步长,给定初始时间后,利用网格剖分,先计算初始时刻恒定磁场泊松方程磁势解,得到初始时刻电机的反电势;然后加上任意步长后,计算磁势解,代入电机方程,即可得到任意时刻电机的反电势.本文利用二维有限元法计算出0～013s 电机的反电势,以a 相为例,如图1所示.由于采用时步法求得的反电势“毛刺”较大,并且为离散变量,采用样条插值法对这些离散点进行优化处理后,可以得到连续的反电势曲线.图1 a 相反电势波形图 L PMBDCM 的运动方程可以表示如下md vd t=F e -F m -B v r (3)式中:F m 为负载阻力(N );B 为粘滞摩擦系数(N/(mm ・s -1));m 为动子及所带负载的质量(kg ).L PMBDCM 的位移方程可以表示如下d yd t=v r (4)式中:y 为动子的线位移(mm ).根据有限元法计算出的电机反电势,结合式(1)～式(4),利用S 2Function ,很容易得到我们需要的电机模型.对于L PMBDCM 而言,仿真必需的参数为电阻、电感和反电势.其中,电阻的阻值无论是通过计算或是由实验求得,都是比较方便的.反电势的波形根据上述方法,也比较容易得到.至于电感参数的计算,可以采用有限元法结合能量摄动法求得[5].一般绕组电感是动子位置和绕组电流的函数,当不考虑饱和时,电感可以看作仅是动子位置的函数.对本文所研究的电机,电机的自感和互感可以通过对动子处于不同位置时的电磁场进行二维磁场有限元计算而得到.每一个位置处的自感值,需进行3次有限元计算;每一个位置的互感值,需进行4次有限元计算.图2是L PMBDCM 的动子在某一位置时的磁场分布图.781 第2期 梁得亮,等:永磁直线无刷直流电动机的建模与仿真图2 L PMBDCM的磁场分布图2 位置传感器的仿真模型位置传感器是L PMBDCM的重要组成部分,其作用是检测动子的位置,从而为逆变器提供正确的换相信息.本文利用L PMBDCM位置检测机构(光栅尺)提供的位置检测信号进行换相.由于L PMBDCM采用120°电角度导通方式,可以按照下述规律给绕组通电:(c+b-)→(b-a+)→(a+c-)→(c-b+)→(b+a-)→(a-c+).从这里可以看到,在动子进行一个周期内,动子绕组将经过6次换相.根据动子所处位置范围及通电绕组次序,可以得到逆变器驱动逻辑信号,如表1所示. 表1 通电次序表输入y=mod(y,48)输出驱动信号G1G2G3G4G5G6通电绕组(0,8)001010c+b-(8,16)100010b-a+(16,24)100001a+c-(24,32)010001c-b+(32,40)010100b+a-(40,48)001100a-c+根据表1,我们可以利用S2Function编写位置传感器的仿真模型feedback.mdl.下面,是feedback 的一个主要函数,它的输入为动子位移,输出为逆变器驱动信号.Function sys=mdlOutputs(t,x,u)u=rem(u,48) %将位移化为一个周期内if(u>0)&(u<8)sys=[0 0 1 0 1 0]; %c+b-通电elseif(u>=8)&(u<16)sys=[1 0 0 0 1 0];%b-a+通电elseif(u>=16)&(u<24) sys=[1 0 0 0 0 1]; %a+c-通电elseif(u>24)&(u<32)sys=[0 1 0 0 0 1];%c-b+通电elseif(u>=32)&(u<40)sys=[0 1 0 1 0 0];%b+a-通电elseif(u>=40)&(u<48)sys=[0 0 1 1 0 0];%a-c+通电end3 逆变器仿真模型图3所示为逆变器部分的仿真模型.利用MA TLAB的SimpowerSystems中的现成模块很容易实现.其中,输入为逆变器的6相驱动信号,即电机的直流电源,输出为L PMBDCM的三相电压.图3 逆变器模型4 系统模型本文L PMBDCM的仿真模型如图4所示,其中电源电压VDC为40V,动子位移作为位置传感器Raster的输入,输出经过逻辑处理之后,直接作为逆变器的栅极驱动信号.逆变器Mos-Inverter输出为L PMBDCM的三相电压.F m为直线电机外加的负载阻力,大小为100N.模块LBLDCMotor是利用S2 Function编写的电机模型,它的输出包括三相电流、三相反电势、速度、电磁推力和动子位置等变量,其中反电势是在电机模型内部设定的参数.通过示波器可以动态地观察这些变量随时间的变化.5 仿真结果分析本文L PMBDCM的技术参数如表2所示,仿真结果如图5a、图6a和图7a所示.为了验证仿真结果的准确性,本文利用ANSOF T公司的MAXSWELL 2D的仿真环境,对电机本体进行求解,仿真结果如881西 安 交 通 大 学 学 报 第38卷 图5b 、图6b 和图7b 所示.从图中可以看出,两种仿真结果的周期一致;电机从起动到稳定的时间也基本一致;电机电流换向时机、换向造成的脉动基本一致,电流、速度和电磁推力的波形吻合得很好.由于L PMBDCM 的MA TLAB 仿真忽略了电机横向端部、饱和效应等多种因素的影响,因此得到的电流和电磁推力的脉动比较小.6 结 论本文以L PMBDCM 的数学模型为基础,利用MA TLAB 的强大矩阵计算功能和SIMUL IN K 的交互式仿真集成环境,利用二维有限元时步法计算出电机的反电势,建立了电机方程的S 2Function 仿真模型,完成了对L PMBDCM 系统的仿真研究.通过利用ANSOF T 公司的MAXSWELL 2D 软件进行验证,表明本文建立的数学模型是行之有效的,为下一步充分研究这种新型直线电机提供了较为简捷和有效的手段.表2 样机技术参数项目符号参数值级数/级p 6相数/个m 3槽数/个N s 18每相电阻/ΩR 0140额定电压/V U 40额定功率/W P 200额定推力/N F 122额定速度/mm ・s -1v1600图4 L PMBDCM系统的仿真模型(a )MA TLAB 仿真结果(b )ANSOFT 仿真结果图5 a 相电流波形(a )MA TLAB 仿真结果(b )ANSOFT 仿真结果图6 推力曲线(a )MA TLAB 仿真结果(b )ANSOFT 仿真结果图7 速度曲线(下转第220页)981 第2期 梁得亮,等:永磁直线无刷直流电动机的建模与仿真022西 安 交 通 大 学 学 报 第38卷 。
分段式永磁低速直线电机建模与仿真的研究
分段式永磁低速直线电机建模与仿真的研究近年来随着永磁低速直线电机在航空航天、机器人、精密机械、建筑设备等领域的大量应用，其研究与发展已引起了科学界的高度重视。
永磁低速直线电机具有机构简单、导轨简单、小型化、功耗小、堆积效率高、运行平稳可靠等优点，因此，在机电融合领域，其发展前景大好。
研究显示，由于永磁低速直线电机的动力学特性复杂，在实际应用中，为了更好地发挥其优势，就需要对其系统进行建模与仿真，进而深入挖掘其应用潜力。
为了深入研究段式永磁低速直线电机的动力学性能，本文采用分段式永磁低速直线电机模型，在Matlab环境中进行建模与仿真。
首先，根据分段式永磁低速直线电机实际工作情况，建立模型，把直线电机模型拆分为段式模型，并用分段线性函数表示。
其次，采用状态空间方程的建模方式，通过驱动端特性曲线和负载特性曲线，建立分段永磁低速直线电机的动力学模型。
最后，结合Matlab/Simulink台，实现分段式永磁低速直线电机的模拟仿真，模拟仿真结果表明，分段式永磁低速直线电机的转速性能与参数设置有关，模型精度达到了满足要求的标准。
通过以上研究，可以看出，分段式永磁低速直线电机拥有良好的模型仿真精度，充分发挥其优势，为为进一步的研究提供了可靠的数据基础。
此外，为了满足不同的应用需求，这种模型还可以深入研究多轴
运动控制、自适应控制以及智能控制等领域，使永磁低速直线电机在关键应用中发挥更大的功效。
本文研究了分段式永磁低速直线电机的动力学特性，并建立了基于状态空间方程的系统模型，使其得以在Matlab环境中仿真，为今后相关研究奠定了良好的基础。
综上所述，本文从理论分析和模型仿真两个方面对分段式永磁低速直线电机进行了系统研究，为后续应用奠定了坚实的基础。
直线式波浪能发电装置设计
直线式波浪能发电装置设计管兆康;刘贵杰【摘要】Aiming at the problem of low efficiency of power generation due to the intermediate link conversion in the rotary wave powerplant,focusing on the key technologies in the design of linear wave energy generating devices,using three-dimensional modeling techniques and Ansoft/Maxwell simulation software,optimization of the core slotsize,magnet magnetization mode selection,magnet gap and core longitudinal end effect were studied and a linear wave power generation device was proposed.The electromagnetic transient simulation of the optimized linear generator model was carried out and then the electromagnetic torque curve,the flux curve and the induced electromotive force curve of the generator were obtained,which provide a theoretical basis for the design of linear wave energy generating device.The results indicate that NdFeB permanent magnet was chosen as the excitation source of this generator,which has the advantages of high power,good performance index,compact structure,low noise and high efficiency.The increase of the width of end core teeth can solve the problem of longitudinal edge effect.%针对旋转式波浪能发电装置由于存在中间环节转换而导致发电效率降低的问题,围绕直线式波浪能发电装置设计中的关键技术,通过三维建模技术和Ansoft/Maxwell仿真软件,开展了铁芯槽口大小优化、磁铁充磁方式选择、磁铁间隙优化以及铁芯纵向端部效应改善和弥补方法等研究,提出了一种直线式波浪发电装置,对优化后的直线发电机模型进行了电磁瞬态仿真分析,进而得出该发电机的电磁力矩曲线、磁链曲线、以及所产生的感应电动势曲线图,为直线式波浪能发电装置设计提供了理论依据.研究结果表明,该发电机的励磁源选择了钕铁硼永磁材料,具有功率大、性能指标较优越、结构紧凑简洁、噪音低、效率高等显著优势,端部铁芯齿宽度增大可以解决和弥补纵向边端效应的问题.【期刊名称】《机电工程》【年(卷),期】2017(034)005【总页数】7页(P491-497)【关键词】波浪发电;直线电机;结构设计;Ansoft仿真分析【作者】管兆康;刘贵杰【作者单位】华中科技大学电气子工程学院,湖北武汉430074;中国海洋大学工程学院,山东青岛266100【正文语种】中文【中图分类】TH39;TM612海洋中贮藏着潮汐能、波浪能、海流能等形式的海洋可再生能源[1]。
基于Maxwell2D软件的直线电机性能仿真分析_刘再跃
注：“+”表示电机的初、次级之间为斥力；“ ”表示为吸力，
下同。(条件：相电流 350A，频率 20Hz，气隙 11mm，转差率 s=1)
从表 1 中数据可以看出，在相电流为 350A，
频率为 20Hz，气隙长度为 11mm，转差率 s=1 的条
件下，对于单纯的铝板次级和铁板次级而言，厚度
增加，其推力值和法向力（绝对值）也在增加；对
图 5 铝板(厚 12mm)次级表面电流 受到的电磁力密度矢量图
Fig.5 Vector density diagram of electromagnetic force reacfted to the secondary surface current of sheet aluminium(thickness:12mm)
（Aviation University of Airforce，Changchun 130022）
Abstract：The effects of secondary material to the distribution of magnetic fields and the running performance of linear introduction motor are analyzed by employing Maxwell 2D to simulate linear introduction motor's electromagnetism fields.Methods to adjust end effects and the conclusion of simulation are presented，which have some reference value to the design and development of linear introduction motor in scientific research. Key words：linear introduction motor；simulation；Maxwell 2D
毕设论文4 (1)
J I A N G S U U N I V E R S I T Y本科毕业论文磁通切换永磁直线电机设计与分析Design and Analysis of Flux Switching Permanent MagnetLinear Motor学院名称：电气信息工程学院专业班级：自动化0802学生姓名：房卓娅指导教师姓名：赵文祥指导教师职称：副教授2012年06 月磁通切换永磁直线电机设计与分析专业班级：自动化0802 学生姓名：房卓娅指导老师：赵文祥职称：副教授摘要磁通切换永磁直线电机是一种新型结构的电机，克服了传统电机的诸多缺点，该电机结构简单，体积小，效率高，响应快，精度高，安全性高，又便于维修和检测，因此在各个领域都得到广泛的应用，具有较好的应用前景。
本文以磁通切换永磁直线电机为研究对象，介绍了基本的电机拓扑结构，在掌握其基本的工作原理的基础上，研究该类电机的发展状况以及国内外的研究现状，以及简单的理解由旋转电机变为直线电机的由来。
随后介绍了永磁电机，以及永磁电机的基本分类，又介绍了磁通切换原理和直线电机的工作原理。
本文具体介绍了所使用的Ansoft的软件，介绍了建立一个模型的具体流程，所需数据，以及电机材料；后又对反电势波形，定位力矩波形，绕组磁链波形，磁力线波形，磁通密度分布图的观察。
本文提出了参数化有限元模型的思想，用Ansoft软件建立了该电机参数化有限元分析模型，分析某些参数对电机反电势的影响，本文重点讲述气隙长度对反电势幅值的影响，得出结论气隙长度越长，反电势幅值越小，并且反电势幅值与气隙长度成线性变化。
本文还提出了以后需要深入研究的问题。
通过初步的研究和分析，为该电机的进一步深入研究和开发应用奠定了基础。
关键词直线电机永磁电机磁通切换电机模型仿真Design and Analysis of Flux Switching Permanent Magnet Linear MotorAbstract Flux-switching permanent magnet linear motor is a novel machine, which has a bright future by overcoming the shortages of the traditional machines having magnets in the mover. It is widely applied in transport systems due to the advantage of small size, light weight, easy to control, fast action, accurate position. A novel permanent magnet flux-switching linear motor is investigated in this thesis. It is cost-effective, since the magnets and coils are both set in the mover, while the long stator is only made of laminated iron core. This simple motor structure costs much lower than other conventional types. Finite element analysis shows that, with proper design, the performance can be improved. The keys of the theoretical and technical issue about flux-switching permanent magnet linear motor are deeply and systematically studied, including the operation principle, finite element analysis, static characteristics,design procedure,mathematic model, simulation and comparison with other traditional machines. In addition, specific description of Ansoft is also described in this article. It includes building a model processes. Hence, the flux-linking, back EMF, cogging torque, winding inductance and torque are deduced. We learn a new stator permanent magnet flux switching linear motor. After grasping the basic working principle, a parameterized finite element model is developed. Analysis of certain parameters on the back EMF, especially the impact of the air gap length of the back EMF. It can be concluded that the longer the air gap length, the smaller the back EMF. The the results lay a foundation for the further research and development of the flux-switching permanent magnet linear motor drive.Key words linear machine PM machine Flux-switching motor model simulation目录第一章绪论 (1)1.1 直线电机的概述 (1)1.1.1 直线电机的简介 (1)1.1.2 直线电机研究现状及发展趋势 (2)1.2 本章小结 (3)第二章磁通切换永磁直线电机原理与应用 (4)2.1 永磁电机 (4)2.1.1 引言 (4)2.1.2 永磁电机的发展 (4)2.1.3 永磁电机的分类 (4)2.2 直线电机的基本结构 (5)2.3 磁通切换原理 (8)2.4 直线电机工作原理 (9)2.5 磁通切换永磁直线电机的应用及其优势 (10)2.5.1 直线电机的应用 (10)2.5.2 永磁直线电机在轨道交通方面的优势 (10)2.6 本章小结 (11)第三章磁通切换永磁直线电机的有限元分析 (12)3.1 有限元原理 (12)3.2 有限元软件Ansoft Maxwell的介绍 (13)3.3 电机仿真模型的建立 (14)3.3.1 建立几何模型 (14)3.3.2 定义材料和加载激励源 (14)3.3.3 激励源与边界条件定义及加载 (17)3.3.4 运动选项设置 (19)3.3.5 求解选项参数设定 (20)3.3.6 求解及后处理 (22)3.3.7 保存结果退出 (22)3.4 本章小结 (22)第四章电机模型的建立及仿真结果 (23)4.1 电机模型及实验结果 (23)4.2 电机气隙尺寸对反电势的影响 (25)4.3 电机气隙长度与漏磁及反电势的关系 (27)4.4 本章小结 (29)第五章总结和展望 (30)5.1 全文总结 (30)5.2 课题展望 (30)致谢 (31)参考文献 (32)第一章绪论第一章绪论1.1直线电机的概述直线电机是一种将电能直接转换成直线运动的机械能的动力装置，一改以往以链条、钢丝绳、传送带、齿条丝杠和蜗轮蜗杆等传统的中间转换环节，克服了传统机械转换机构的传动链长、体积大、效率低、响应慢、精度低等缺陷。
一种直线电机运行状态仿真方法[发明专利]
![一种直线电机运行状态仿真方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/8a51be38f68a6529647d27284b73f242336c318f.png)
(10)申请公布号 CN 102111058 A(43)申请公布日 2011.06.29C N 102111058 A*CN102111058A*(21)申请号 200910247429.X(22)申请日 2009.12.29H02K 41/03(2006.01)G06F 17/50(2006.01)(71)申请人上海电气集团股份有限公司地址200336 上海市长宁区兴义路8号万都中心30楼(72)发明人贾廷纲 王振滨 陶益民 祁峰崔雪(74)专利代理机构上海兆丰知识产权代理事务所(有限合伙) 31241代理人章蔚强(54)发明名称一种直线电机运行状态仿真方法(57)摘要本发明公开了一种直线电机运行状态仿真方法，采用直线电机数学模型和运动方程来模拟实际直线电机的运行状态，得到直线电机的各项运行数据，包括以下步骤：获得参数步骤，获得直线电机参数，并进行归一化处理，得到直线电机归一化参数、第一计算步骤，计算直线电机三相相电压、第二计算步骤，计算出下一步直线电机d-q 轴电流、三相相电流、电磁推力、计算及输出步骤，根据直线电机运动方程计算直线电机的加速度、速度、位移和电角度信号，输出2路相电流、速度、位移、电角度共5路信号，将输出的信号进行处理后返回步骤S2。
本发明实现了对于永磁直线同步电机的仿真，为永磁直线同步电机运行状态的研究提供了很大的帮助。
(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页1.一种直线电机运行状态仿真方法，其特征在于，采用直线电机数学模型和运动方程来模拟实际直线电机的运行状态，得到直线电机的各项运行数据，包括以下步骤：步骤S1，获得参数步骤，获得直线电机参数，并进行归一化处理，得到直线电机归一化参数；步骤S2，第一计算步骤，采集6路PWM信号，结合直流母线电压和当前直线电机相电流正、负方向信号，计算出直线电机三相相电压；步骤S3，第二计算步骤，进行Clarke-Park变换，得到d-q轴电压，根据归一化的直线电机d-q轴方程计算出下一步直线电机d-q轴电流、三相相电流、电磁推力；步骤S4，计算及输出步骤，根据直线电机运动方程计算直线电机的加速度、速度、位移和电角度信号，输出2路相电流、速度、位移、电角度共5路信号，将输出的信号进行处理后返回步骤S2。
基于有限元软件FLUX与Matlab协同仿真的永磁无刷直流电动机的分析
基于有限元软件FLUX与Matlab协同仿真的永磁无刷直流
电动机的分析
丁妍;李玲玲;张敏;张雪飞
【期刊名称】《机电一体化》
【年(卷),期】2008(14)12
【摘要】应用控制电路与电磁场方程耦合的时步有限元分析原理,采用有限元软件FLUX 对四极永磁无刷直流电动机的瞬态电磁场进行了仿真分析,将其耦合到Matlab 中,在 MATLAB 中搭建基于转子位置的 PWM 控制电路和电流滞环控制电路。
对转子位置进行闭环控制可以有效地减小转矩纹波,解决了电机在非正弦供电时的场路耦合分析问题。
仿真结果准确地反映了电机负载过程的性能,对永磁无刷电机的进一步优化和设计有一定指导意义。
【总页数】5页(P47-50)
【关键词】永磁无刷直流电动机;有限元;转子位置;场路耦合运动
【作者】丁妍;李玲玲;张敏;张雪飞
【作者单位】同济大学电子与信息工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM351;TP311.1
【相关文献】
1.永磁无刷直流电动机时步有限元与Matlab协同仿真计算 [J], 邢逾;李伟力;程鹏
2.基于Matlab的多极多相永磁无刷直流电动机仿真 [J], 樊晓华;梁得亮;邹根华
3.基于有限元分析的永磁无刷直流电动机优化设计 [J], 黄迪西;崔群;房菁
4.基于Ansof的永磁无刷直流电动机的有限元分析 [J], 关丽雅;藏宏伟;张新明
5.基于Matlab永磁无刷直流电动机调速系统的仿真研究 [J], 郭志坚;张岳贤
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Flux在直流永磁直线电机电磁场分析中的应用
的变形 ，工作原理仍遵循传统经典 电机理论 ，只是
将 定 、转子 之 间 的旋 转 运 动 转 化 为定 、动 子 之 间 的 直 线运 动 ¨ 。 在进行 直 流 永磁 直 线 电机 电磁 力 计 算 时 ，磁 感
应强度 的计算很 重要 ，可以选择 “ 经典磁路计算 方
法 ” “ 代 电磁 场 有 限元 分 析 ” 进 行 。随 着 计 算 或 现 来
求解 电磁场参数的方法 ，为电机性能计算提供可靠的数据 支持 。通过实 际工程应用 ，证明 Ｆｕ 有 限元 分析软件在直 ｌ ｘ
流永磁直线 电机 电磁场分析 中的应用是简便 、可靠的。
关 键 词 ：Ｆｕ ； 线 电机 ； 电磁 场 分 析 ｌ 直 ｘ
中图分类号 ：Ｔ ３ ９４ Ｍ ５ ．
文献标 志码 ：Ａ
线 电机 。 １ １ 直 流永磁 直线 电机 内部 结构 ．
电机 内部 结 构 三 维模 型如 图 １所 示 ，由定 子 组 件 和动 子组 件及 支 承 部 件 等组 成 ，定 子 组 件 包 括 壳 体 和线包 ，动子 组 件 包 括 轴 、磁轭 和环 形 磁 钢 ，支 承部 件包括 轴瓦 和端盖 。
１ 电机 结 构 及 电磁 场 特 点
本文以最简单 的单环形磁钢、单环形线圈圆筒
收 稿 日期 ：２ １ 一 ｌ ０ １ ０—３ １
机技术的飞速发展 ，有限元法在传统旋转 电机 电磁
场数 值计算 中 已广 泛应 用 ，但 在 直线 电机 电磁 场 分 析方 面有什 么 新特点 呢 ？笔者 在此 做 了有 益 的尝试 ， 并在 工程 实践 的基 础 上 进 行 了总 结 。本 文 采 用 Ｆｕ ｌｘ 软件 对 直流永 磁直 线 电机进行 电磁 场有 限元分 析 。
「讲解」电机仿真案例介绍！讲解直线电机或发电机的建模仿真
「讲解」电机仿真案例介绍！讲解直线电机或发电机的建模仿真来源：机械社区“AC/DC 模块”中的旋转机械，磁场物理场接口可用于模拟旋转机械，如电动机或发电机。
利用磁场和移动网格这两个物理场接口模拟直线设备或管式设备时，定制的线性周期性边界条件是非常适合的。
在本篇文章中，我们将探索如何定制线性周期性边界条件，并模拟用于波浪能的管式发电机。
直线电机或发电机直线电机 (LEM) 是一种能进行直线运动的机电设备，无须使用任何机构它就能将旋转运动转换为直线运动。
直线电机和旋转电机相似，定子和转子沿径向平面被切割并展开以提供线性推力。
相同的电磁力在旋转电机中产生扭矩，在直线电机中则产生直接的线性力。
值得一提的是，“AC/DC 模块”中的旋转机械，磁场接口包含模拟旋转机器所需的所有功能部件。
该接口结合了磁场接口；磁场，无电流接口和移动网格接口。
经定制后此接口适用于模拟旋转机器，由此极大地简化了静态域和旋转域的定义，以及两者之间接口的处理。
在模拟模型的扇形区域或某一部分以获得完整设备的仿真结果时，扇区对称和周期性边界条件这样的功能部件也极其有用。
尽管该接口显著减少了建立旋转运动模型所需的工作，但直线运动中不能使用该接口。
下面，我们将演示如何对磁场和移动网格这两个物理场接口定制耦合来模拟管式发电机。
另外，还会解释如何创建线性周期性边界条件，这是利用广义拉伸算子模拟直线/管式电机或发电机的一个重要元素。
用于波浪能转换系统的管式发电机管式电机在许多应用中受到青睐，从车辆的主动悬架系统到潮汐能和波浪能转换系统都有涉及。
管式电机的传输效率比传统的直线和旋转转换系统高出许多，因为推力直接作用于负载。
管式电机的另一个优势是，没有定子端部绕组。
因此，铜损相对较少，永磁材料的利用率很高。
下面，我们将讨论对管式发电机进行模拟的技巧（如下图所示）。
管式发电机包含两个主要零件：一个静态定子和一个作直线移动的滑块。
定子由三相绕组和一个非线性磁芯构成。
直线电机设计工艺制作及其设计应用仿真
一．直线电机的发展历史1845 年英国人Charles Wheastone发明了世界上第一台直线电动机，但这种直线电动机由于气隙过大而导致效率很低，未获成功。
在160多年的历史中直线电机主要经历了三个时期，分别是：1.1840～1955年为探索实验时期在这个期间直线电机从设想到试验再到部分试验，经历了一个不断探索的过程。
最早明确提出直线电机的文章是1890年美国匹兹堡市的市长写的一片文章，然而限于当时的技术条件，最终并没有获得成功。
到了1905年出现了将直线电机作为火车推进机构的设想，给当时各国的研究人员带来了极大的鼓舞，在1917年出现了第一台圆筒形直线电机，并试图用它来作为导弹的发射装置，但始终还是停留在模型阶段。
经过1930年到1940年的实验阶段，科研人员获取了大量的实验数据，从而对理论有了更深的认识。
在随后的过程中，1945年美国的西屋电气研制成功了电力牵引飞机弹射器，它以7400kw的直线电机作为动力，并且成功的进行了试验，同时使得直线电机可靠性等优点得到了重视。
在1954年英国皇家飞机制造公司成功利用双边扁平型直流直线电机制成了导弹发射装置。
但是在这个过程中，由于直线电机与旋转电机相比在成本和效率方面没有优势，并没有取得突破性的成功。
2.1956—1970年为直线电机的开发应用期1955年以后，直线电机进入了全面的开发阶段，同时该时期的控制技术和材料技术的发展，更有力的促进了直线电机的开发。
直线电机的使用设备逐渐被开发出来，例如采用直线电机的MHD泵、自动绘图仪、磁头定位驱动装置、空气压缩机等。
3. 1971年至今为直线电机的使用商品时期到目前，各类直线电机的应用得到了推广，形成了许多有实用价值的商品，直线电机开始在旋转电机无能为力的地方寻找自己的位置。
例如，直线电机应用于磁悬浮列车，液态金属的输送和搅拌，电子缝纫机和磁头定位装置，直线电机冲压机等等。
二．直线电机工作原理和分类所谓的直线电机就是利用电磁原理，将电能装换为直线运动的装置。
《基于直线电机式作动器主动悬架的仿真研究》范文
《基于直线电机式作动器主动悬架的仿真研究》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，车辆行驶的平稳性、安全性和乘坐舒适性成为了消费者关注的重点。
主动悬架系统作为一种先进的车辆悬挂技术，其能够根据路面状况和车辆状态实时调整悬挂参数，从而显著提高车辆的操控性能和乘坐舒适性。
直线电机式作动器作为一种新型的作动器技术，其高响应速度、高效率以及低能耗等优势在主动悬架系统中具有广泛应用。
因此，基于直线电机式作动器的主动悬架仿真研究显得尤为重要。
二、研究背景与意义传统的被动悬架系统虽然能够满足基本的行驶需求，但在面对复杂路况和高速行驶时，其性能往往无法达到理想状态。
而主动悬架系统通过引入传感器和控制器，能够实时感知路面状况和车辆状态，从而调整悬挂参数，使车辆在各种路况下都能保持良好的行驶性能。
直线电机式作动器作为一种新型的作动器技术，其高响应速度和低能耗等优势使其在主动悬架系统中具有广阔的应用前景。
因此，对基于直线电机式作动器的主动悬架进行仿真研究，有助于深入了解其工作原理和性能特点，为车辆悬挂系统的设计和优化提供理论依据。
三、直线电机式作动器主动悬架的原理与结构直线电机式作动器主动悬架系统主要由传感器、控制器、直线电机式作动器和悬挂系统等部分组成。
其中，传感器用于实时感知路面状况和车辆状态；控制器根据传感器采集的数据，结合预设的算法，实时调整悬挂参数；直线电机式作动器根据控制器的指令，驱动悬挂系统进行动作。
四、仿真模型的建立与验证为了深入研究基于直线电机式作动器的主动悬架性能，本研究建立了相应的仿真模型。
该模型首先对直线电机式作动器的工作原理和结构进行了详细描述，然后通过多体动力学软件建立了车辆悬挂系统的仿真模型。
在仿真模型中，我们设定了不同的路面状况和车速，以模拟车辆在实际行驶中的情况。
通过对比仿真结果和实际测试数据，验证了仿真模型的准确性和可靠性。
五、仿真结果与分析通过仿真实验，我们得到了基于直线电机式作动器的主动悬架在不同路况和车速下的性能数据。
基于flux 的直线电机仿真
基于flux的直线电机仿真贾智海 冯君璞（广东工业大学,自动化学院 广州 510006）引言永磁直线同步电机跟旋转电机相比，无需滚珠+丝杠即可进行直线运动，以此减少了中间复杂的传动过程，具有更高速度、精度和加速度。
高档的数控机床广泛采用PMLSM作为主要部件。
永磁同步直线电机由于两端铁芯的断开，在两端磁场的开断处将会导致磁通的畸变，这种现象称作直线电机的端部效应。
端部效应是直线电机推力波动的主要影响因素。
推力波动的存在会使得系统的控制性能受到非常大的影响。
推力波动的抑制是研究分析高精度高速高效的永磁同步直线电机系统需要考虑的首要问题。
目前，根据广大学者的研究方向，对于推力波动的抑制普遍从两方面下手，一方面通过对于电机结构的优化。
文献[]提出了分数槽集中槽极数组合的配合规律，对于抑制推力波动电机结构的选择提供了一种思路。
文献[]通过对于端部效应产生的原因的分析，通过软件寻优的方法找到了一种合适的端部齿结构，并对其抑制效果进行了分析验证。
文献[]通过对于端部边缘磁通函数和虚位移发推导出了端部效应产生的推力以及法向力波动的表达式，提出了“凹”型端齿结构,并以12槽分数槽直线电机为例，对这种结构进行了分析验证。
另一方面，从控制方法的角度上，不少学者采用了各种各样的控制策略来控制电机，包括滑模控制，自适应控制，智能控制，滑模控制。
文献[]采用了一种新的SMC积分控制器改善了滑模控制的性能，对于推力波动同样有不错的抑制效果。
文中我们可以发现他们的设计优化方法使得电机获得了比较好的性能。
但是，对于电机结构上的优化，不一定适用于大部分电机，他们所选用的电机都是槽数为12的整数倍的直线电机，此类电机的结构设计，推力波动并不会很大，对于本身推力波动很大的电机，是否也能适用呢。
控制方法上来说，各种算法实在太复杂，占用大量系统资源。
针对以上分析，本文准备采用一种15槽20极的分数槽电机为例机进行仿真，相较12槽电机，它的推力波动更大1 对电机参数的优化抑制推力波动1.1 电机初始参数设计本文设计了一种15槽20极的分数槽电机，分数槽相比整数槽电机，更加能够削弱齿槽力。
直线电机本体建模
直线电机本体建模基于Simulink的直线电机本体建模电磁发射课题组2015年10月29日1 直线感应电动机的等效电路直线电机在结构上可看作是沿径向剖开并将圆周展为直线的旋转电机，如图 1所示。
直线感应电动机的稳态特性近似计算方法基本可以沿用旋转感应电动机的等效电路[1]。
图 1 旋转电机演变为直线电机示意图对于旋转异步电机而言，与电机绕组交链的磁通主要有两类：一类是穿过气隙的相间互感磁通；另一类是只与一相绕组交链而不穿过气隙的漏磁通，前者是主要的。
定子各相漏磁通所对应的电感称作定子漏感ls L ，由于绕组的对称性，各相漏感值均相等。
同样，转子各相漏磁通则对应于转子漏感lr L 。
对于每一相绕组来说，它所交链的磁通是互感磁通和漏感磁通之和，因此，定子各相自感为：AA BB CC ms ls L L L L L ===+ （1）转子各相自感为：aa bb cc mr lr ms lr L L L L L L L ===+=+ （2）两相绕组之间只有互感，互感又分为两类：1） 定子三相彼此之间和转子三相彼此之间位置都是固定的，故互感为常值；2） 定子任一相与转子任一相之间的位置是变化的，互感是角位移θ的函数。
由于三相绕组轴线彼此在空间的相位差为120︒±，因此互感为：()()1cos 120cos 1202ms ms ms L L L ︒︒=-=- （3）于是：12AB BC CA BA CB AC ms L L L L L L L ======- （4）1122ab bc ca ba cb ac mr ms L L L L L L L L ======-=- （5）定转子绕组间的互感由于相互间的位置的变化，为：cos Aa aA Bb bB cC Cc ms L L L L L L L θ====== （6）()cos 120Ab bA Bc cB aC Ca ms L L L L L L L θ︒======+ （7） ()cos 120Ac cA Ba aB bC Cb ms L L L L L L L θ︒======- （8）以上是针对旋转异步电机的参数的推到过程，而对于直线电机，文献[3]中作者给出了圆筒形直线感应电动机的等效电路，如所示：图 2 圆筒形直线电机的等效电路图 2中，s R 和s X 分别代表初级绕组的电阻和漏抗；m R 代表励磁电阻；m X 代表励磁电抗；'20r 代表次级表面电阻；'20x 代表次级表面电抗；ed R 代表边端效应影响纵向边电功率产生的损耗折算成的等效电阻；'r R 代表在次级铜层中的折算的电阻值。
FLUX_to_simulink应用实例
• FLUX2D Link :
.TRA文件名 输入 : •电压 •硬度 •拖动力 Time Step 输出 : 力, 速度 电流 位置
初始条件 : Upper limit = 0
2006-4
FLUX_to_Simulink 介绍
SoftWave Ltd. - Shanghai
FLUX® 典型应用案例s.
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
2006-4
FLUX_to_Simulink 介绍
SoftWave Ltd. - Shanghai
FLUX® 典型应用案例 (线性激励器)
• 线圈中的电流 :
Ampere
5
FLUX2D
CURVE I
2,5
Circuit / Current Time BOBINE ;
SoftWave Ltd. - Shanghai
FLUX® 典型应用案例 分析介绍
2006-4
FLUX_to_Simulink 介绍
SoftWave Ltd. - Shanghai
FLUX® 典型应用 案例一：通电导线
2006-4
FLUX_to_Simulink 介绍
SoftWave Ltd. - Shanghai
SoftWave Ltd. - Shanghai
FLUX® 典型应用案例 (线性激励器)
2006-4
FLUX_to_Simulink 介绍
SoftWave Ltd. - Shanghai
FLUX® 典型应用案例 (线性激励器)
• 用子程序输入 复杂数据 • 例如：电压源
2006-4
FLUX_to_Simulink 介绍
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—பைடு நூலகம்
自动化 、 交通与民用 、 军事及其他行业都有广泛的 用 途 ¨ 。国 内对 直 线 电机 的 研 究 以 中 国科 学
院 电工研 究所 为最 早 ， 国内直 线 电机 的 产品很 少 ，
其 理论研 究还 不 完 善 ， 前都 是 基 于 假 设 的数 学 以
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ Ｌｉ ｅ ｒｍｏ ｏ ＦＬＵＸ ； ｏ ｌｎ ｄｓ ｎ ａ ｔｒ； ｍ ｄｅｉ ｇ
０ 引 言
随 着科技 的 发展 ， 色制 造 理 念 得 到 不 断 深 绿 入 与强 化 ， 直线 电机 即 是 制 造业 近 几十 年 才兴 起 的绿 色产品 之一 ， 它具 备许 多优点 ， 有广阔 的 应 具 用 前景 。其 中在物 流输送 系统 、 工业 设 备 、 息 与 信
—
ｏ
２ 直 线 电机 建 模
参数化 建模 可 以 使 电机 进 行 多种 结 构 参 数 、 电气参 数 以及 不 同物 理 材 料 下 的计 算 ， 而 可 以 从
建模 ， 关于 电磁 场 的分 析 还 不 全面 Ｊ 。只 有通 过 对场 的分析 ， 能较 准确地 计算 其特 性 ， 些年 有 才 近 限 元方法 得到 广 泛应 用 ， 它能 够 很 好 的解 决 电机 电磁 场 分 析 １ 。针 对 电机 的 仿 真 分 析 ，Ｌ Ｘ 司题 ＦＵ
ｓ ｉ ｉ ｏ ｔｉｅ ．Ｔ ｅｒｓ ｌ ｉ ｉｔ ｄ ｃ ｄ ｂ ｅ ｙ ｈ ｄ ａ ｔｇ ｓｏ ａａ ｔ ｃ ｍｏ ｅ ｙ ｕｔ ｓ ｂａｎ ｄ ｈ ｅｕｔ ｓ ｎｒ ｕ ｅ ｒ ｆ ，ｔｅ ａ ｖ ｎａ ｅ ｆｐ ｒｍｅｒ ｄ ｌａｅ ｏ ｉｌ ｉ
ｐｏ ｏ ｅ ｒ ｐ ｓ ｄ，ｉ ｃ ｎ ｂ ｓ ｄ ｔ ｉ ｃ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｎ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｉ ｋ ｎ ｆｍｏｏ ｓ ｔ ａ ｅ ｕ ｅ ｏ ｄ ｒ ｔｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｄ ｒ ｓ ａ ｃ ｆｔ ｓ ｉ ｄ ｏ ｔｒ ． ｅ ａ ｈ
软件 有很好 的 效果 ， 文 采用 此 软 件 对直 线 感 应 本
在很大程度上缩小产品开发周期 ， 有利于提高产 品质量 。
２ １ 几 何模 型 ．
建模 之 前 ， 先要 了解直 线 电机 的基本 参数 ， 首
如 表 １ 示 。 直线 电机 结构 如 图 １ 所 ． 所示
’ 表 １ 直线 电机主要技术 参数
中 图分 类 号 Ｔ ３ １２ Ｔ ５ ． 文 献标 识 码 Ａ 文章 编 号 １０ － ８ （０ ０ ０ － ３ －４ Ｍ ０ ． Ｍ３ ９４ ０ ８７ １ ２ １ ）３０ １ ２ ０ ０
Ｍ ｏ ｅ ｉ ｎ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ Ａｎａ ｙ ｉ ｆ Ｌｉ ｅ ｒ Ｍ ｏ ｏ ｓ ｄ ｏ ｄ ｌ ｎｇ ａ ｄ Ｓ ｍ ｌ ｔｏ ｌ ｓｓｏ ｎ ａ ｔ ｒ Ｂａ ｅ ｎ ＦＬＵＸ Ｙ ｅ Ｇｕ ｎ ｚ ｏ，Ｄｅ ｇ ａ ｘ ａ ｇ，ａ ｄ Ｌ ｉ ｕ ａ ｇａ ｎ Ｚｈ ｏ ｉ ｎ ｎ ａ
飞
重 庆大 学机 械 工程 学 院 ， 重庆 （ ０ ０ ０ ４０３ ）
通过 Ｆ Ｕ Ｌ Ｘ软件 ， 建立了直线电机 的参数化模 型 ， 细ｌ 详 朝述了参数化建模的过程 。采
用有限元方法对直线 电机 电磁场进 行仿 真分析 ， 得到 直线 电机 的仿真结 果 ， 并对此 结果进行 了简 要说明 ， 出了参数化建模 的优点 ， 指 仿真 结果 可以用来指导该类电机 的发展研 究。 关键词 直线电机 ；Ｌ Ｘ； Ｆ Ｕ 建模
Ａｂｓｒ ｃ Ａ ａ ａ ｔ ｒｚ ｄ ｍｏ ｅ ｆ ｌｎ ａ ｔｒ ｉ ｓａ ｌｓ ｅ ｙ ＬＵＸ ｏｔ ｒ ｔａ ｔ ｐ ｒ ｍｅｅ ｉｅ ｄ ｌｏ ｉ ｅ ｒ ｍｏ ｏ ｓ ｅ ｔｂ ｉｈ ｄ ｂ Ｆ ｓ ｆｗａ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓｏ ｓａ ｌｓ ｎ ａ ａ ｔｉ ｄ ｌｉ ｅ ｃ ｂ ｄ ｉ ｅ ａｌ ｎ ｈ ｒ ｃ ｓ ｆｅ ｔ ｂ ｉｈｉｇ ｐ ｒ ｍｅｒｃｍｏ ｅ ｓｄ ｓ ｒ ｅ ｎ ｄ ｔｉ．Ｔｈ ｏ ｇ ｉ ｌｔｏ ｉ ｒ ｕ ｈ ｓｍｕ ａｉ ｎ ａ ａｙ ｉ ｆｌｎ ａ ｔｒｅ ｅ ｔｏ ｇ ｔｃ ｆｅｄ ｂ ｎｔ — ｌｍｅ ｔｍｅ ｈ ｄ－ｔ ｅ ｓｍｕ ａ ｉｎ ｒ — ｎ ｌ ｓｓ ｏ ｉ ｅ ｒｍｏ ｏ ｌｃｒ ｍａ ｎｅｉ ｌ ｙ ｆ ｉ ｅ ｅ ｎ ｔ ｏ ｉ ｉ ｅ ｈ ｉ ｌ ｔ ｅ ｏ
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岳广照 ， 兆祥 。 邓 来
摘 要
防爆晓机 Ｕ
基于 Ｆ Ｕ Ｌ Ｘ的直 线 电机 建模 及 仿 真 分 析
据格 式 ； 能 强大的 参数化 建模 ， 仅几 何模 型可 功 不 以进 行参数 化 定 义 ， 格 参数 、 料 属 性 、 界 条 网 材 边
件、 电路 元器 件 、 率 、 频 电机 转速 （ 或移 动速 度 ） 以
及时间步长等均可实现 参数化 ， 易于模型的修改 及优 化设计 ， 且此软 件可 以和 Ｓｍｕｉｋ接 口， 而 ｉ ｌ ｎ 实
电动机 进行 建模及 仿真 分析 。
１ ＦＵ Ｌ Ｘ软 件 介 绍
ＦＵ Ｌ Ｘ是 由 Ｃ Ｄ Ａ Ｅ Ｒ Ｔ公 司开 发 ， 对 电机 、 针 变
压器、 电磁分析 、 热分析等领域的专业二维及三维 仿 真软件 。基 本模 块 包 括 前 处理 （ 建模 、 理 属 物
性 设置 、 格 划 分 ） 求 解 模 块 以 及 后 处 理 模 块 网 、