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1 绪论1

1.1 直线电动机的研究现状1

1.1.1 直线电动机的发展1

1.1.2 直线电动机的理论研究方法1

1.1.3 直线电动机的设计方法研究2

1.2 国内外无槽永磁直线同步电动机的研究现状4

2 无槽永磁直线同步电动机磁场分析5

2.1 无槽永磁直线同步电动机5

2.1.1 无槽永磁直线同步电动机的基本工作原理5

2.1.2 无槽永磁直线同步电动机的特点5

2.2 无槽永磁直线同步电动机的物理模型5

2.2.1 假定条件5

2.2.2 等效电枢电流密度6

2.2.3 次级永磁体等效电流密度7

2.2.4 磁场分析模型8

2.3 无槽永磁直线同步电动机的磁场分析8

2.3.1 磁场方程及其解析8

2.3.2 各区矢量磁位及磁通密度表达式9

2.3.3 合成磁通密度表达式19

3 无槽永磁直线同步电动机的设计23

3.1 无槽永磁直线同步电动机的结构设计23

3.1.1 结构形式的确定23

3.1.2 磁级轭材料的选择24

3.1.3 永磁材料的性能与应用24

3.1.4 电枢绕组材料及形状的选择26

3.2 无槽永磁直线同步电动机的电磁设计27

3.2.1 主要参数的确定27

3.2.2 永磁材料的选择27

3.2.3 次级尺寸的设计28

3.2.4 初级尺寸的设计30

3.2.5 气隙的选择32

3.2.6 初级绕组设计32

3.2.7 磁路计算34

3.2.8 永磁体工作点的校核计算37

3.2.9 电磁参数及性能计算38

3.2. 0 电磁推力的校核程序44

4 无槽永磁直线同步电动机的仿真46

4.1 概述46

4.1.1 引言46

4.1.2 软件介绍47

4.1.3 无槽永磁直线同步电动机的结构参数48

4.2 无槽永磁直线同步电动机的静态特性48

4.2.1 磁场分析49

4.2.2 电磁推力58

4.2.3 磁阻阻力59

4.2.4 磁通62

4.2.5 自感与互感62

4.3 无槽永磁直线同步电动机的动态特性64

4.3.1 瞬态分析64

4.3.2 速度驱动特性64

4.3.3 负载驱动特性65

4.4 有槽永磁直线同步电动机69

4.4.1 磁场分析69

4.4.2 电磁推力76

4.4.3 磁阻阻力77

4.4.4 磁通79

4.4.5 自感与互感79

5 无槽永磁直线同步电动机结构参数对电磁参数及性能的影响81

5.1 结构参数对电磁参数的影响81

5.1.1 永磁体高度对电枢反应磁场的影响81

5.1.2 永磁体高度对空载磁场的影响82

5.1.3 气隙长度对气隙磁密的影响83

5.1.4 永磁体纵向长度对气隙磁密的影响85

5.1.5 次级轭高对气隙磁密的影响85

5.1.6 永磁体高度和气隙长度对电枢电抗及槽漏抗的影响86

5.2 结构参数对性能参数的影响89

5.2.1 永磁体高度对励磁电势的影响89

5.2.2 永磁体纵向长度对电磁推力的影响89

5.2.3 永磁体高度对电磁推力的影响90

5.2.4 气隙长度对电磁推力的影响91

5.2.5 永磁体横向宽度对电磁推力的影响91

5.2.6 电流变化对电磁推力的影响91

6 结论93

附录A Slotless PMLSM整体磁场计算源程序（MATLAB语言）95

附录B Slotless PMLSM整体磁场计算源程序（ANSYS语言）100

附录C PMLSM整体磁场计算源程序（ANSYS语言）110

参考文献121