JMA模型 JMACS

2022年5月1日发

(作者：richard clayderman)

机械设计与制造　

Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ　Ｄｅｓｉｇｎ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ　

第３期　

２０１１年３月　

文章编号：１００１—３９９７（２０１　１）０３～００４６—０３　

基于ＪＭＡＧ的无铁心永磁直线电机优化设计　

郝双晖宋益明　刘吉柱郑伟峰　

（哈尔滨工业大学机电工程学院，哈尔滨１５０００１）　

Ｏｐｔｉｍａｌ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｃｏｒｅｌｅｓｓ　ｐｅｒｍａｎｅｎｔ－ｍａｇｎｅｔ　ｌｉｎｅａｒ　ｍｏｔｏｒ　ｂａｓｅｄ　Ｏｎ　ＪＭＡＧ　

ＨＡＯ　Ｓｈｕａｎｇ－ｈｕｉseo门户，ＳＯＮＧ　Ｙｉ—ｍｉｎｇ王通seo，ＬＩＵ　Ｊｉ－ｚｈｕ佛山seo，ＺＨＥＮＧ　Ｗｅｉ—ｆｅｎｇ　

（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈａｒｂｉｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ龙岗seo培训，Ｈａｒｂｉｎ　１　５０００　１门户网站排名，Ｃｈｉｎａ）　

【摘要】针对高速运行时有铁心直线电机铁耗大、效率低的不足，提出一种动磁式无铁心永磁直　

线电机模型天津网站建设公司。采用专业电磁分析软件ＪＭＡＧ对无铁心直线电机电磁场进行了瞬态分析计算。以电磁推力　

及其波动为优化目标，分别计算了不同电磁参数对电磁推力及其波动的影响。利用瞬态分析进行电机优　

化设计，提高了电机设计的精度原创文章网。　软文是什么，　

关键词：无铁心直线电机；ＪＭＡＧ；瞬态；电磁推力；推力波动　

【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ａ　ｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｌａｒｇｅ　ｉｒｏｎ　ｌｏｓｓ　ａｎｄ　ｌｏｗ　ｅｆｉｆｃｉｅｎｃｙ　ｄｅｆｅｃｔ　ｏｃｃｕｒｒｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｒｅ　ｌｉｎｅａｒ　ｍｏｔｏｒ　ｈｉｇｈ　

ｓｐｅｅｄ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ．Ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ａ　ｍｏｔｉｖｅ　ｐｅｒｍａｎｅｎｔ－ｍａｇｎｅｔ　ｌｉｎｅａｒ　ｃｏｒｅｌｅｓｓ　ｍｏｔｏｒ　ｍｏｄｅＬＴｒａｎｓｉｅｎｔ　ｎａｌｙｓｉａｓ　ａｎｄ　ｃａｌｃｕ—　

ｌａｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔｆｏｒ　ｔｈｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄ　ｏｆｃｏｒｅｌｅｓｓ　ｌｉｎｅａｒ　ｍｏｔｏｒ，ｗｈｉｃｈ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ　ｅｌｅｃｔｒｏ－　

ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｎａｌａｙｓｉｓ　Ｓｏｊ￣ｗａｒｅ　ＪＭＡＧ．Ｔａｋｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｔｈｒｕｓｔ　ａｎｄ　ｉｔｓｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ　ｓａ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｔｒｇｅＬＶａｒａｉ－　

ＯＵＳ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｗｈｉｃｈ　ｉｎｌｕｅｎｃｅ　ｔｆｏ　ｔｈｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｔｈｒｕｓｔ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｌｕｃｔｕａｆｔｉｏｎ　ｈａｄ　ｂｅｅｎ　ｃａｌ——　

ｃｕｌｔｅｄ．ａＵｓｉｎｇｔｒａｎｓｉｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ　ｍｅｔｈｏｄｍａｋｅｓ　ｍｏｔｏｒｏｐｔｉｍａｌｄｅｓｉｇｎ，ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｍｏｔｏｒｄｅｓｉｇｎｐｒｅｃｉｓｉｏｎ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｃｏｒｅｌｅｓｓ　ｌｉｎｅａｒ　ｍｏｔｏｒ；ＪＭＡＧ；Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ；Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｔｈｒｕｓｔ；Ｔｈｒｕｓｔ　ｌｕｃｔｕａｔｆｉｏｎ　

＾权重，・http error 503。～＇ｎ＿　’’～＾ｎ　ｖ’＾＾，・＿、’ｎ　－seo李守洪排名大师。、　Ｈ　ｖ’＿ｖ　、＾Ｈ　ｖ’ｎ　－电子商务推广。、＾ｎ　’’　ｖ’　、＾ｎ　’　怎么添加百度指数，・～＾ｎ百度指数注册，　’　＾　・、＾ｎ・　’　＾・＿、＿ｎ　－　＾　Ｖ・、＇ｎ湛江网站建设，　’＿＾　ｖ’　＾，－＿～’ｎ，　’　＾ｎ　ｖ’　＾　・＿　’＇　

中图分类号：ＴＨ１６网站推广排名，ＴＭ３５９．４文献标识码：Ａ　

１引言　

电磁发射技术的基本工作原理是借助电磁力做功杭州优化公司，将电磁　

２直线电机铁耗分析　

铁耗是电机损耗的一个重要部分　。由于被加速物体在电磁　

能转化成动能www b aidu com，完成对物体进行加速以达到发射物体的目的　中国站长站。　弹射中是一个不断加速的过程黑客网站排名。根据电磁弹射技术要求邢台seo，在物体　

电磁弹射则是在电磁发射技术的基础上出现和发展起来的一种　被发射前其速度可达到ｌＯＯｍ／ｓ竞价技巧。根据直线电机是从旋转电机演　

新型发射技术。在电磁弹射中www 百度，被发射的物体不需要启动自身的　

变的原理可知：ｎ　＝　

动力装置，而是靠的电磁推力为加速手段从而获得足够的　

运动能量实现飞机起飞　移动端关键词优化软件。　

Ｐ　

（１）　

式中：　一同步转速ｉ产吱流电源频率；ｐ一电机的极对数医疗软文。　

从而得到永磁直线电机气隙磁场的线速度为：　

＝　＝　

从电机设计角度出发广告创意文案，直线驱动电机作为电磁中的　

重要组成部分，其电磁推力特性对电磁弹射系统有着十分重要的　

（２）　

　一永磁直线电机极距网上商城如何推广。　

影响。因此在电磁弹射系统中，大推力、高效、高性能的驱动直线　

式中：

通常电枢铁心是由硅钢片叠压而成益阳网。由（２）式可以看出友情链接，随　

电机一直是电磁弹射技术研究的关键问题目404 not found。目前，国内外已经研　

究了多种用于电磁的直线电机模型网络营销大熊猫点搜，其中主要有感应直线　

着被加速舰载机的速度越来越快南昌网站建设公司，有电枢铁心结构的直线电机存　

电机网络营销高手，永磁同步直线电机以及磁阻电机等类型网络营销战略。并设计了一系列　

在的问题逐渐浮现出来奏鸣网。如果电机的极距一定时网络营销策划方案，则电机的频率　

９１：　

大推力的驱动直线电机，但这些研究大部分都是集中在有电枢铁　

将越来越高潍坊seo。根据有限元方法每个单元的铁耗为［

心的模型结构上的研究［６￣７１。由于舰载机速度从零开始被加速seo微博，需　

＝　×

要较大的牵引力，因此在速度不是很高的情况下有铁心结构的驱　

构造成了齿槽力的存在做网络推广，使得电机的推力波动较大重庆整合网络营销。同时，当弹射　

（ＥＰｏ，￣　ｌ×ｌｘｐ×（ｌｆｓｏ）　

ｌ　

（３）　

　—损耗系数；　—单位质量的损耗；Ａ．一第个为单元面　

动直线电机具有较好的应用价值。但有铁心直线电机由于齿槽结　

式中：

积；卜—铁心长；ｐ一硅钢片密度ｉ产一工作频率如何推广自己的品牌。　

将所有单元的铁耗相加便得到了定子的总铁耗。由式（３）可　

物体高速运行时，电机铁耗大，电机效率受到了严重的影响义乌网络推广。　

本文对无铁心直线电机进行了设计研究。通常进行电机优　

看出在特定铁心长条件下频率越高则铁耗越大。从而导致电机发　

降低了电机的效率。而无铁心直线电机没有电枢铁心东营网站建设，无　

化设计时，大多数文献都是进行静态电磁力的有限元优化计算新手站长网，　

热严重网络广告类型，

在高速段能保持较高的运行效率。由此可知，电磁弹射　

但电机运行的过程中，推力是波动的网站被封。静态分析只记录了当前某　

定子铁耗百度seo排名软件，

一在发射速度较低段采用有铁心直线电机作为驱动电机而在　

工作步下的推力值大小百家和购物网，仿真精度较低。本文利用有限元软件　

器中，

高速段采用无铁心直线电机组合则能有效解决上述矛盾。　

ＪＭＡＧ对无铁心直线电机的各个电磁参数进行了瞬态优化分析。　

★来稿日期：２０１０—０５—１２　

第３期　郝双晖等：基于ＪＭＡＧ的无铁心永磁直线电机优化设计　４７　

３　ＪＭＡＧ电磁分析软件简介　

如图１所示苏州seo培训，展示了ＪＭＡＧ所具有的强大耦合功能威海seo。　一—　电磁溉　

｜—　

图１　ＪＭＡＧ软件的耦合功能　

ＪＭＡＧ的界面及其可以分析的电机种类，如图２所示。　

图２　ＪＭＡＧ软件分析的电机类型　

４直线电机有限元模型瞬态计算分析　

４．１电机模型　

与有铁心永磁直线同步电机一样百度分享互刷，无铁心永磁直线电机同　

样有两种结构形式：动磁式和动圈式俄罗斯推广。对于面向电磁用的　

无铁心永磁直线电机来说，动圈式结构需要拖着电缆一起运动萧山网站优化，　

同时动子需要和弹射的舰载机连接合肥seo。这无疑给电磁弹射系统增加　

了麻烦北京网站推广，因此动磁式结构在此具有更大的优越性都江堰网站建设。将有铁心直线　

电机的电枢齿去掉百度上海，绕组不再围绕电枢齿绕线就得到一种无铁心　

直线电机模型。电机采用集中绕组形式常德seo，为了绕线方便镇江百度优化，在单个线　

包中设置了一块非导磁的间隔板百度免费推广。如图３、４所示搜索引擎推广。　

磁铮冽　亍瓠磁锌咧　动子轭　

三　＼广—　

期／ｊ

Ｌ＿————　＼定　

ｍ－ｍ－ｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍ－．￣　

磁蝴Ｉ

磕　盎　绷间

＝＝＝　子轭　

献　

图３有铁心直线电机模型　图４无铁心直线电机模型　

４－２有限元模型的建立　

根据直线电机的演变原理可知如何推广新产品，直线电机的模型尺寸应该　

满足如下关系：Ｑｘｔ＝２ｐｘＴ　（４）　

式中：Ｑ—槽距；卜＿槽距；ｐ—极对数；ｒ—极距。　

表１无铁心ＰＭＬＳＭ有限元结构参数　

ＪＭＡＧ软件支持其他绘图软件的导人模型，本文在ＣＡＤ中建　

模之后直接导入到ＪＭＡＧ软件中进行分析，提高了建模效率505美分。单边无　

铁心直线电机采用双层集中绕组。其模型基本参数，如表１所示。　

４．３有限元模型计算　

根据电磁场的有限元基本理论百度优化关键词，假定电机内磁场及矢量磁　

位沿　轴方向均匀分布，则二维稳态电磁场的Ｍａｘｗｅｌｌ基本方程　

用矢量磁位Ａ表示泊君站，其满足准泊松方程［－ｏｌ：　

ｆＩ　Ｉ＿ｌ　）ａ　／＋’　　ｆ＼　｝　１／　＿一（Ｙｏ＋Ｌ）　（５）　

式中：Ａ：　的ｚ方向分量；　料磁导率；网上商城怎么推广，ｎ—初级电枢电流　

密度；　一永磁体等效磁化电流密度网站推广方法。　

由变分原理太原网站优化，将式（５）的边值问题转化为在给定求解域Ｑ和边　

界条件上求解湖北网站建设公司，得出使能量泛函兀　）达到极小值的函数Ａ．ｘ又名泉州站长网，Ｙ）　

警　１（　）　－Ａ　）ＪｄＱ（６）　

把区域Ｑ离散成无数个小单元在线刷ip，并采用线性单元插值函数　

将能量泛函极值问题转化为线性方程的解：　［４　］：　（７）　

式中：闻一系数矩阵；　一单元右端列向量推广计划。　

由式（７）即可求得求解域各离散单元的磁矢势４　。磁感应强　

Ｂ：。０Ａ　

ｚ　

度两个分量的表达式分别为　

如图５所示，为在ＪＭＡＧ中设置好瞬态求解条件并剖分后　

的无铁心直线电机有限元模型。　

绕组ｃ　

绕组Ｂ　

绕组Ａ　

图５剖分后的电机模型　

瞬态求解完成后进入后处理阶段，提取出计算结果并用　

ＭＡＴＬＡＢ重新处理可得到无铁心直线电机的空载气隙磁密分　

布，如图６、７所示。　

黯　

０．４　妻ｎ５　

：盟　

一０．６　

０＿８　

瓣　８垦二０８

０　

０　３０　６０　９０　１２０　１５０　１８０　０　３０　６０　９０　１２０　１５０　１８０　

工／ａｒｍ　Ｌ／ｍｍ　

图６法向气隙磁密曲线　图７横向气隙磁密曲线　

如图６、７所示，可以看出法向气隙磁密在端部磁密幅值没　

有明显下降，这说明了无铁心直线电机在端部漏磁较少。同时，横　

向气隙磁密波形畸变比较严重。　

利用ＪＭＡＧ后处理功能得到了直线电机空载磁力线分布德阳seo，　

如图８所示。由于沿磁力线闭合回路磁导相等又名普兰站长网，因此无铁心直线　

电机磁力线呈对称分布。　

Ｎｏ．３　

４８　机械设计与制造　Ｍａｒ．２０１　１　

表２无铁心ＰＭＬＳＭ有限元优化后参数　

图８无铁心直线电机空载磁力线分布　

５电磁推力计算与优化分析　

本文以电机推力及其波动为优化目标，分别每次只改变一个　

参数的情况下进行加载，加载时保持安匝数不变，得到电磁推力并　

计算推力波动常州网站制作公司。然后综合考虑各种因素确定出合理的电磁参数。　

无铁心直线电机的绕组高度在电磁参数变化中影响是最明　

显的因素。由于铜线绕组的相对磁导率和空气近似相同seo写作。在无铁　

心直线电机中，绕组部分相当于空气洋舰seo，同时，在相同电密下，绕组　

高度的大小决定了所加安匝数的大小。因此绕组高度的变化对推　

力大小的影响是更大的。本文首先优化了无铁心直线电机的绕组　

高度百度问题，在优化绕组高度和间隔宽度时保持电密一致千度快手点击。在ＪＭＡＧ中　

计算得到不同绕组高度下推力变化曲线百度推广优化，如图９所示。　

直线电机推力波动的定义用更大推力与平均推力值之差在　

Ｆ　Ｆ　

平均推力中所占的百分比来描述绥化网，即：　＝　×１００％　（９）　

十三明seo，

ｍａｘ咖ｎ　得到推力波动随绕组高度变化的曲线，如图１０所示。　

…：跨专手卡十一　

／　　；ｉ　ｉ　ｉ　

…　？…’　…ｆ…　…　…’事…　

…一｝…一｛．．．．．　…．　…一｝…．；…　

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：　　：：　：　　：；　

２　４　６　８　１Ｏ　ｌ２　ｌ４　ｌ６　１８　

绕组高度ｂ／ａｒｍ　绕组高度ｈ／ａｒｍ　

图９绕组高度一推力　图１０绕组高度一推力波动　

考虑到出力大小的同时兼顾推力波动不至于过大。如图９、　

图１０所示沧州网络推广，绕组高度为８ｒａｍ时佛山网站优化，在电密一定的情况下推力逐渐　

饱和，因此选择绕组高度为８ｍｍ比较合理海口做网站。确定出绕组高度后太原网络推广，　

在此基础上依次逐个变化单个线包绕组间隔、永磁体宽度、永磁　

体厚度、动定子基体厚度以及气隙长度从而得到了曲线（图略）。　

当加载相同电密时随着绕组间隔的增大安匝数变少岳阳百度，因此推　

力逐渐减小并成非线性变化。推力波动交替上升或者下降，变化规　

律复杂；说明了随着永磁体宽度的增加也即极弧系数的增加推力成　

非线性增长http 500 内部服务器错误，并在宽为２０ｍｍ时趋于饱和百度推广手机版，推力波动在此时也达到　

了更低点；表示了推力及其波动随永磁体厚度的变化规律界首网，随着永　

磁体厚度增加，永磁体激磁磁动势增大手工外链代发，推力增加bsidu。但当永磁体厚度　

增大为５ｒａｍ以后，推力增长速度缓陧并逐渐饱和，这说明永磁体厚　

度的一味增加并不能带来推力的线性增长企业网站推广方案。反而增加了电机的制造　

成本百度推广多少钱。因此永磁体厚度的选择不能过薄或者过厚；从分析结果可知，　

动定子厚度的改变对推力及其波动几乎没有造成影响。但动定子轭　

部空载磁密变化较大长沙网站设计，磁密的大小影响着电机轭部的发热，因此动　

定子的厚度不能取得太薄；随着气隙长度增大软文宣传，推力及其波动都减　

小的变化趋势成都网络推广。上述曲线趋势表明网站优化北京，推力及其波动是受多个电磁参　

数综合影响的结果导购网站免费推广。选择时要综合考虑各个参数对电机性能的影　

响龙岩网站优化。最终本文选择的优化电磁参数云网客，如表２所示。　

在ＪＭＡＧ软件中计算相同推力密度下江西seo公司，有铁心和无铁心永　

磁直线电机的效率对比，如图１１所示。在高速运行阶段，相同推　

力密度下无铁心直线电机的效率要高于有铁心的直线电机重庆seo公司。　

速度ｖ／ｍ＿ｓ　

图１　１有铁心与无铁心直线电机效率对比　

６结论　

针对有铁心直线电机在电磁高速运行时的铁耗大、　

效率低的缺点，对无铁心直线电机进行了研究蚌埠网站制作。利用专业电磁有　

限元分析软件ＪＭＡＧ进行电磁场瞬态分析网站流量 龙优化软件，以电磁推力及其波动　

为优化目标网赚方法，综合考虑各电磁参数对其的影响。优化出了一台无　

铁心直线电机电磁参数。通过瞬态电磁场分析的方法进行电机优　

化设计，更能贴近电机的实际运行状态12360网站。比单纯采用静态电磁计　

算的方法进行电机设计提高了仿真精度反向链接，得出的优化结果能提供　

更的设计依据点击率更高的网站。仿真结果表明在高速运行阶段又名邵阳站长网，相同推力密　

度下无铁心直线电机的运行效率高于有铁心直线电机长沙网站优化培训。　

参考文献　

１　Ｍ．Ｃｏｗａｎ．Ｅｘｐｌｏｒａｔｏｒｙ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｒｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｌａｕｎｃｈｅｒ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　

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