基于绕组函数的长定子直线同步电机建模研究

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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｄｉｆｃｕｈｉｅｓｏｆｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇｔｈｅｐｒｅｃｉｓｅｄｉｒｅｃｔｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｍｏｔｏｒｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｆｏｒｍｕｌａ，ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｂａｓｉｎｇｏｎｔｈｅ
线电机数学模型建模方法，为以后的直线电机数学建模提供了参考。
关键词：直线电机；绕组函数；电磁推力；Ｍａｘｗｅｌｌ２Ｄ
中图分类号：ＴＨ３９；ＴＭ３５９．４文献标志码：Ａ文章编号：１００１ — ４５５１（２０１４）０３— ０３６１ — ０６
ｃｌｃａｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗｉｎｄｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｌｏｎｇｓｔａｔｏｒｌｉｎｅａｒｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｍｏｔｏｒｗｉｎｄｉｎｇｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ，ｄｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｆｏｒｍｕｌａｆｏｒｔｈｅｉｎｄｕｃｔｉｏｎｐｒａａｍｅｔｅｒｓｏｆｄｉｒｅｃｔｍｏｔｏｒｓ，ａｎｄｆｏｕｎｄｉｎｇｔｈｅｄｉｒｅｃｔｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｍｏｔｏｒｍｏｄｅｌ，ｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌｙ，ｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅＳｉｍｕｌｉｎｋ，ｔｈｅｉｎｄｕｃ－ｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｔｈｅｍａｔｉｒｘｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｅｑｕａｔｉｏｎｓｏｆｄｉｒｅｃｔｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｍｏｔｏｒｃａｎｂｅｓｅｔｕｐｉｔｗｈｔｈｅｉｎｄｕｃｔｉｏｎｐｒａａｍｅｔｅｒｓ，ｔｈｅｎｔｈｅｗａｖｅｓｏｆ
Ｍｏｄｅｌｉｎｇｏｆｌｏｎｇ－ｓｔａｔｏｒｌｉｎｅａｒｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｍｏｔｏｒｓｂａｓｅｄｏｎｗｉｎｄｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎ
ＢＡＯＧｕａｎｇ－ｑｉｎｇ，ＬＩＡＮＧＴｏｎｇ — ｃｈｕａｎ
摘要：针对精确的直线同步电机数学模型建立困难的问题，提出了基于绕组函数法的长定子直线同步电机绕组电感的计算方法，并
推导出了直线电机各电感参数计算公式，然后建立了相应的直线同步电机数学模型。此外，利用电感参数在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ里搭建了直
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１— ４５５１．２０１４．０３．０２１
基于绕组函数的长定子直线同步电机建模研究木
包广清，梁铜川
（兰州理工大学电气工程与信息工程学院，甘肃兰州７３００５０）
ｔｈｒｅｅｐｈａｓｅｃｕｒｒｅｎｔ，ｍａｇｎｅｔｉｃｃｕｒｅｎｔａｎｄｍａｎｅｇｔｉｃｆａｉｎｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ａｐａｉｒｐｏｌａｒｉｆｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｒｅｓｔｉｎｇｏｎｔｈｅｓｔｎｃｒ —
线同步电机矩阵微分方程，通过仿真结果得到了三相电流、励磁电流和电磁推力波形。最后，基于长定子同步直线电机的结构尺寸
建立了一对极有限元模型，定子绕组通人三相交流电，动子绕组通入直流励磁电流，通过设置适当的剖分，将得到的电磁推力和解析法的电磁推力进行了对比。研究结果表明，有限元分析法和解析法得到的电磁推力结果一致，从而论证了基于绕组函数法的直
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬａｎｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００５０，Ｃｈｉｎａ）
第３１卷第３期
２０１４年３月
机
电
工
程
Ｖｏｌ＿３１Ｎｏ．３Ｍａｒ．２０１４
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ＆ＥｌｅｃｔｒｉｃｌａＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ