基于非线性电感分析的永磁直线同步电机电磁推力特性研究

传统的永磁直线同步电机的电磁推力特性分析，一般采用恒定电感的分析模型，忽略了饱和效应和纵向端部效应。为了分析带负载情况下永磁直线同步电机的电磁推力特点，首先提出了一种考虑端部效应和饱和效应的非线性磁路模型。此模型不仅能计算稳态电感，还能计算电感的瞬态值。通过分析电感随电流、位置的变化规律以及三相电感不相等的现象，获得了基本的电感矩阵。经过dq变换和推力计算，得到了考虑饱和效应、位置变化和纵向端部效应的电磁推力公式。进一步发现直线电机的推力波动主要来自于饱和效应，并且波动的幅值与电流的2次方成正比。这意味着直线电机的推力特性随着负载的增加而恶化。最后采用齿形设计的方法，有效减小推力波动；采用电流环补偿的方法，使速度波动减小了70%。