磁链反向式定子永磁无刷直线电机的分析及其驱动系统设计.pdf

ELECTRICDRIVE 2010 Vo1．4O No．4 电气传动 2010年 第40卷 第 4期 磁链反向式定子永磁无刷直线 电机的 分析及其驱动系统设计 高芳红 ，刘锦波 (山东大学 控制科 学与工程学院，山东 济南 250061) 摘要 ：针对磁链反 向式定子永磁无刷直线电机 ，首先简要介绍 了其基本结构 ，然后从定子绕组磁链人手详 细地讨论 了该类型 电机 的运行原理以及各种变量 的波形，并利用机 电能量转换 的基本原理分析 了其 电磁力 的产生机理 。在此基础上 ，对这种磁链反 向式定子永磁 的直线电机的动态数学模型进行 了分析与探讨 。最后 给 出了这种类型 电机 的样机并设计 了相应 的驱动器系统 以及相应 的实验波形和实验结果 。 关键词 ：磁链反 向式 ；永磁无刷直线电机 ；定子永磁体 ；驱动系统 中图分类号 ：TP276。TM351 文献标识码 ：A AnalysisofFlux—-reversalBrushlessLinearMotorwithPermanent—- magnetinStatorand itsDrivingSystem Design GA0 Fang—hong，IIU Jin—bo (SchoolofControlScience Technology，ShandongUniversity，Jinan250061，Shandong，China) Abstract：Theconfigurationofanew typeflux-reversalmotorwithpermanent—magnetinstatorwasintro— ducedfirstly．Beginning with fluxin statorwindings，itsworking principleand waveformswerethen dis— cussed．Itselectromagneticthrustonthemoverwasanalyzedbasedontheprincipleofelectromechanicalener— gYconversion．AccordingtOthedescriptionabove，dynamicmodelofthisflux—reversaltypemotorwasinvesti— gated．InordertOvalidateeffectivenessanalysisabove，aprototypeofthistypemotorandalso itsinverter weredesignedandmanufactured．Anditswaveformsandexperimentalresultswerepresented． Keywords：flux—reversal；permanentmagnetbrushlesslinearmotor；permanent—magnetin stator；driving system 质 ，定子绕组仍需从 电网获取滞后无功 ，因而所需 1 引言 供电变流器的定额较大 。而直线式永磁 同步电动 传统的往复式制冷设备如空调、冰箱等多采 机由于永磁体安装在转子侧 ，导致可靠性 以及永 用凸轮机构将电机的旋转运动转换为往复式直线 磁体的冷却均存在 问题 。为 了解决上述 问题 ，文 运动以驱动 自由式活塞动作。由于凸轮机构本身 献E3-]提出了一种基于定子永磁磁链反向的直线 的机械损耗较大，整个系统的效率较低。为 了克 永磁无刷直线 电机 (flux—reversalbrushlessAC 服上述缺点，近几年来人们提 出了一种利用直线