基于FLUX的直线电机建模及仿真分析

永磁同步直线电机驱动系统的仿真研究的开题报告一、研究背景随着现代传动技术的不断发展，在工业自动化领域，永磁同步直线电机驱动系统已成为一种非常重要的驱动方式。

其具有高空间利用率、高动态特性、高精度定位、快速响应等优点，被广泛应用于构成复杂运动系统的各个部分。

针对永磁同步直线电机驱动系统，传统的设计与调试方法主要基于试验和经验，即反复更改设计参数，并进行试验验证，这种方法所需的时间、成本，以及具有不确定性等缺陷限制了驱动系统的优化、高效性快速性等方面的进展。

因此，开展永磁同步直线电机驱动系统的仿真研究是十分必要的。

二、研究内容本研究将以永磁同步直线电机驱动系统为研究对象，重点在以下几个方面进行深入研究：1.永磁同步直线电机的数学模型建立：在直线电机的设计和仿真中，数学模型构建是关键步骤之一，将建设永磁同步直线电机的电气模型，使其不同的参数值能得到不同的电机特征。

2.永磁同步直线电机驱动系统的控制策略设计：控制应根据具体的驱动应用机器人等来进行编程，从而实现不同的运动特性，我们将开发控制算法以生成不同位置的速度和加速度曲线。

3.开发永磁同步直线电机的驱动系统仿真平台：将永磁同步直线电机的数学模型和控制策略进行仿真，实现不同的驱动过程仿真。

三、研究目标本文献的研究期望达到以下目标：1.建立一个适合永磁同步直线电机的数学模型，准确地模拟驱动过程，从而得到更准确，更准确的仿真结果。

2.设计永磁同步直线电机的驱动系统控制策略，使永磁同步直线电机的性能得到最优化。

3.开发一个实用的仿真平台，通过设置不同的参数调整，使仿真结果与实际应用中表现一致，给出了实际应用中永磁同步直线电机驱动系统的优化方案。

四、预期成果1.针对永磁同步直线电机驱动系统，建立一个适用且准确的数学模型。

2.设计出一种适用于永磁同步直线电机驱动系统的控制策略，以达到最优化的驱动效果。

3.开发出一个适用于永磁同步直线电机的驱动系统仿真平台，以直观呈现各系统参数与应用效果之间的关系，为实际应用中提供驱动系统优化方案。

河北工程大学毕业设计(论文）数控机床用直线电机的设计与研究学院（系）：专业班级:学生姓名：指导教师:摘要 (I)Abstract (V)第一章绪论 (1)1。

1 直线电机的发展 (1)1.2 直线电机在数控机床上应用的现状 (1)1。

3 直线电机的工作原理 (2)1。

4 本文的研究内容与意义 (3)1。

4.1 本文的主要研究内容 (3)1。

4.2 本文的研究意义 (3)1。

5 结语 (4)第二章直线电机的改进设计 (5)2.1 弹性支承直线电机结构分析 (5)2.2 现有直线电机的磁路分析及改进措施 (8)2.2。

1 磁性材料 (9)2。

2。

2磁路设计基本原理 (11)2。

2。

3磁路的简单计算 (14)2.3 改进型直线电机的结构设计与分析 (17)2.3.1 线圈及线圈骨架的设计 (18)2。

3.2骨架支承的设计和连接 (18)2.3。

3弹性支承的设计及刚度计算 (19)2.4 直线测速发电机的设计 (21)2.5 小结 (23)第三章直线电机的建模及仿真 (24)3。

1 直线电机在SOLIDWORKS软件中的建模 (24)3。

1.1 SolidWorks软件简介 (24)3.1.2 用SolidWorks软件进行建模 (24)3.2 对建立的模型在ADAMS软件中进行动作仿真 (31)3。

2。

1 ADAMS的简介 (31)3。

2.2 动作仿真过程 (31)第四章动态切削力和板状弹簧的有限元分析 (33)4.1 引言 (33)4.2 有限元软件ANSYS介绍 (33)4。

2。

1 ANSYS的模块介绍 (33)4。

2.2 ANSYS软件提供的分析类型 (35)4.2。

3 ANSYS计算分析的载荷 (36)4。

3 非圆车削动态切削力的有限元分析 (37)4。

3.1基于ANSYS的动态切削力分析 (37)4。

3.2 直线电机板状弹簧刚度的有限元分析 (37)第五章直线电机电磁场有限元分析 (41)5。

第38卷　第2期2004年2月　西　安　交　通　大　学　学　报J OU RNAL OF XI′AN J IAO TON G UN IV ERSIT YVol.38　№2Feb.2004永磁直线无刷直流电动机的建模与仿真梁得亮1,鲁军勇1,丰向阳2(1.西安交通大学电气工程学院,710049,西安;2.天津核工业理化研究院,300180,天津)摘要:从永磁直线无刷直流电动机(L PMBDCM)的基本原理出发,利用MA TLAB/SIMUL IN K中的S2 Function模块,构造了永磁直线无刷直流电动机的数学模型.利用二维有限元法结合时步法和能量摄动法计算出电机的反电势和电感,合理地考虑了由于L PMBDCM的边端效应造成的磁链和反电势不对称.用该模型分析电机的动态性能,得到了电机运行时的相电流、推力和速度曲线.仿真结果与基于ANSOF T二维有限元计算的结果吻合较好,验证了该模型的正确性.该模型具有运算速度快、简单易行等优点,为今后该类电机控制策略的研究及具体实现提供了新的途径.关键词:永磁直线无刷直流电动机;数学模型;有限元法;仿真中图分类号:TM35914　文献标识码:A　文章编号:0253-987X(2004)02-0186-04 Modeling and Simulation of Linear Permanent Magnet Brushless DC MotorL iang Deliang1,L u J unyong1,Feng Xiangyang2(1.School of Electrical Engineering,Xi′an Jiaotong University,Xi′an710049,China;2.Tianjing NulearIndustrial Graduate School of Physics&Chemistry,Tianjing300180,China)Abstract:Based on the principle of linear permanent magnet brushless DC motor(L PMBDCM),the simulation model of L PMBDCM was constructed by using the simulation block of S2Function in the MA TLAB/ SIMUL IN K.Accounting for the asymmetry of flux chain and back electromotive force caused by end effect,the 2D finite element method(FEM)combined with time stepping and energy perturbation was used to calculate back electromotive force and inductance parameter properly.The dynamic performance of L PMBDCM are simu2 lated,and the phase current,thrust and velocity curves are presented.The simulation result gives a very good a2 greement with the result based on ANSOF T.The validity of the model was verified and a new way was provided. K eyw ords:li near perm anent m agnet brushless DC motor;m athem atic model;f i nite element method;si m ula2 tion 永磁直线无刷直流电动机(L PMBDCM)是一种新型的直线电机,与其他类型的直线电机相比具有单位出力大、调速性能好、定位精度高及易于控制等优点,有着广泛的应用前景[1,2].深入研究其结构与动态性能的关系,减少推力脉动,将为开发研究此类电机应用于生产实际奠定理论基础.由于永磁材料性能的不确定性,电机磁路结构的特殊性、边端效应以及磁饱和等诸多因素的影响,L PMBDCM的动态性能较一般的电励磁式电机有很大的不同,因此设计前对电机的动态性能进行数字仿真就显得十分必要.目前,国内外对L PMBDCM及其控制系统仿真时,通常是将其完全等效为一个直流电机模型,给出系统的方框图进行仿真[3,4].这种方法从理论上讲是可行的,但不足之处是难于对系统的动态过程进行分析,也无法看到电力电子开关瞬时开关造成的相电流的脉动,同时没有考虑边端效应的影响.本文以L PMBDCM的数学模型为基础,利用MA TLAB的强大矩阵计算功能和SIMUL IN K交收稿日期:2002-05-28.　作者简介:梁得亮(1965～),男,副教授.　基金项目:西安交通大学青年基金资助项目.互式仿真集成环境,建立电机模型的S 2Function ,从而完成对L PMBDCM 的仿真研究.1　工作原理和数学模型L PMBDCM 系统一般是由永磁直线同步电机、直流电源、逆变器和位置传感器等组成.逆变器采用120°电角度导通方式,任一时刻有两个电力电子开关导通,每隔60°电角度电流从一相换到另一相.驱动电力电子开关的是恒幅的PWM 调制输出信号,该信号经过放大后,使对应的电力电子开关开通或关断,将直流电压变成幅值和频率可调的电压方波供给电机的动子线圈.利用MA TLAB/SIMUL IN K 中的S 2Function 模块对L PMBDCM 进行模拟仿真,首先要建立它的数学模型或状态方程.为了建立通用的数学模型,首先做出如下假设:(1)假设电机的磁路是线性的,不考虑饱和效应;(2)不考虑电机的磁槽效应及齿吸力.在上述假设的基础上,考虑到电机的动子磁阻不随位置变化,L PMBDCM 的电压方程矩阵形式可以表达如下u a u b u c =R a 000R b 0R c i ai b i c+L aa L ab Lac L ba L bb L bc L caL cbL ccdd ti ai b i c+e a e b e c(1)式中:R a 、R b 、R c 为三相绕组的电阻(Ω);L aa 、L bb 、L cc 为三相绕组的自感(H );L ab 、L ac 、L ba 、L bc 、L ca 、L cb 为任意绕组的互感(H );u a 、u b 和u c 为相电压(V ),i a 、i b 和i c 为相电流(A ),e a 、e b 和e c 为相绕组切割磁场产生的反电动势(V ).L PMBDCM 的电磁推力方程可以表示如下F e =(e a i a +e b i b +e c i c )/v r (2)式中:v r 为动子速度(m/s ).由于直线电机固有的边端效应影响,其反电势和电感参数不同于普通的直流无刷电机,三相磁链和反电势并非严格对称,仿真所需的反电势可以由二维有限元时步法求得.所谓二维有限元时步法,就是在任意时刻利用有限元磁场计算电机反电势,在时间上按一定的步长计算,每一步均按稳态场计算方法,求解相应时间和状态下电机的参数,得到方程的数值解,进而得到L PMBDCM 的动态解.采用时步法的步骤如下:首先定义迭代步长,给定初始时间后,利用网格剖分,先计算初始时刻恒定磁场泊松方程磁势解,得到初始时刻电机的反电势;然后加上任意步长后,计算磁势解,代入电机方程,即可得到任意时刻电机的反电势.本文利用二维有限元法计算出0～013s 电机的反电势,以a 相为例,如图1所示.由于采用时步法求得的反电势“毛刺”较大,并且为离散变量,采用样条插值法对这些离散点进行优化处理后,可以得到连续的反电势曲线.图1　a 相反电势波形图 L PMBDCM 的运动方程可以表示如下md vd t=F e -F m -B v r (3)式中:F m 为负载阻力(N );B 为粘滞摩擦系数(N/(mm ・s -1));m 为动子及所带负载的质量(kg ).L PMBDCM 的位移方程可以表示如下d yd t=v r (4)式中:y 为动子的线位移(mm ).根据有限元法计算出的电机反电势,结合式(1)～式(4),利用S 2Function ,很容易得到我们需要的电机模型.对于L PMBDCM 而言,仿真必需的参数为电阻、电感和反电势.其中,电阻的阻值无论是通过计算或是由实验求得,都是比较方便的.反电势的波形根据上述方法,也比较容易得到.至于电感参数的计算,可以采用有限元法结合能量摄动法求得[5].一般绕组电感是动子位置和绕组电流的函数,当不考虑饱和时,电感可以看作仅是动子位置的函数.对本文所研究的电机,电机的自感和互感可以通过对动子处于不同位置时的电磁场进行二维磁场有限元计算而得到.每一个位置处的自感值,需进行3次有限元计算;每一个位置的互感值,需进行4次有限元计算.图2是L PMBDCM 的动子在某一位置时的磁场分布图.781　第2期 梁得亮,等:永磁直线无刷直流电动机的建模与仿真图2　L PMBDCM的磁场分布图2　位置传感器的仿真模型位置传感器是L PMBDCM的重要组成部分,其作用是检测动子的位置,从而为逆变器提供正确的换相信息.本文利用L PMBDCM位置检测机构(光栅尺)提供的位置检测信号进行换相.由于L PMBDCM采用120°电角度导通方式,可以按照下述规律给绕组通电:(c+b-)→(b-a+)→(a+c-)→(c-b+)→(b+a-)→(a-c+).从这里可以看到,在动子进行一个周期内,动子绕组将经过6次换相.根据动子所处位置范围及通电绕组次序,可以得到逆变器驱动逻辑信号,如表1所示. 表1　通电次序表输入y=mod(y,48)输出驱动信号G1G2G3G4G5G6通电绕组(0,8)001010c+b-(8,16)100010b-a+(16,24)100001a+c-(24,32)010001c-b+(32,40)010100b+a-(40,48)001100a-c+根据表1,我们可以利用S2Function编写位置传感器的仿真模型feedback.mdl.下面,是feedback 的一个主要函数,它的输入为动子位移,输出为逆变器驱动信号.Function sys=mdlOutputs(t,x,u)u=rem(u,48)　%将位移化为一个周期内if(u>0)&(u<8)sys=[0　0　1　0　1　0];　%c+b-通电elseif(u>=8)&(u<16)sys=[1　0　0　0　1　0];%b-a+通电elseif(u>=16)&(u<24) sys=[1　0　0　0　0　1];　%a+c-通电elseif(u>24)&(u<32)sys=[0　1　0　0　0　1];%c-b+通电elseif(u>=32)&(u<40)sys=[0　1　0　1　0　0];%b+a-通电elseif(u>=40)&(u<48)sys=[0　0　1　1　0　0];%a-c+通电end3　逆变器仿真模型图3所示为逆变器部分的仿真模型.利用MA TLAB的SimpowerSystems中的现成模块很容易实现.其中,输入为逆变器的6相驱动信号,即电机的直流电源,输出为L PMBDCM的三相电压.图3　逆变器模型4　系统模型本文L PMBDCM的仿真模型如图4所示,其中电源电压VDC为40V,动子位移作为位置传感器Raster的输入,输出经过逻辑处理之后,直接作为逆变器的栅极驱动信号.逆变器Mos-Inverter输出为L PMBDCM的三相电压.F m为直线电机外加的负载阻力,大小为100N.模块LBLDCMotor是利用S2 Function编写的电机模型,它的输出包括三相电流、三相反电势、速度、电磁推力和动子位置等变量,其中反电势是在电机模型内部设定的参数.通过示波器可以动态地观察这些变量随时间的变化.5　仿真结果分析本文L PMBDCM的技术参数如表2所示,仿真结果如图5a、图6a和图7a所示.为了验证仿真结果的准确性,本文利用ANSOF T公司的MAXSWELL 2D的仿真环境,对电机本体进行求解,仿真结果如881西　安　交　通　大　学　学　报 第38卷　图5b 、图6b 和图7b 所示.从图中可以看出,两种仿真结果的周期一致;电机从起动到稳定的时间也基本一致;电机电流换向时机、换向造成的脉动基本一致,电流、速度和电磁推力的波形吻合得很好.由于L PMBDCM 的MA TLAB 仿真忽略了电机横向端部、饱和效应等多种因素的影响,因此得到的电流和电磁推力的脉动比较小.6　结　论本文以L PMBDCM 的数学模型为基础,利用MA TLAB 的强大矩阵计算功能和SIMUL IN K 的交互式仿真集成环境,利用二维有限元时步法计算出电机的反电势,建立了电机方程的S 2Function 仿真模型,完成了对L PMBDCM 系统的仿真研究.通过利用ANSOF T 公司的MAXSWELL 2D 软件进行验证,表明本文建立的数学模型是行之有效的,为下一步充分研究这种新型直线电机提供了较为简捷和有效的手段.表2　样机技术参数项目符号参数值级数/级p 6相数/个m 3槽数/个N s 18每相电阻/ΩR 0140额定电压/V U 40额定功率/W P 200额定推力/N F 122额定速度/mm ・s -1v1600图4　L PMBDCM系统的仿真模型(a )MA TLAB 仿真结果(b )ANSOFT 仿真结果图5　a 相电流波形(a )MA TLAB 仿真结果(b )ANSOFT 仿真结果图6　推力曲线(a )MA TLAB 仿真结果(b )ANSOFT 仿真结果图7　速度曲线(下转第220页)981　第2期 梁得亮,等:永磁直线无刷直流电动机的建模与仿真022西　安　交　通　大　学　学　报 第38卷　。

分段式永磁低速直线电机建模与仿真的研究近年来随着永磁低速直线电机在航空航天、机器人、精密机械、建筑设备等领域的大量应用，其研究与发展已引起了科学界的高度重视。

永磁低速直线电机具有机构简单、导轨简单、小型化、功耗小、堆积效率高、运行平稳可靠等优点，因此，在机电融合领域，其发展前景大好。

研究显示，由于永磁低速直线电机的动力学特性复杂，在实际应用中，为了更好地发挥其优势，就需要对其系统进行建模与仿真，进而深入挖掘其应用潜力。

为了深入研究段式永磁低速直线电机的动力学性能，本文采用分段式永磁低速直线电机模型，在Matlab环境中进行建模与仿真。

首先，根据分段式永磁低速直线电机实际工作情况，建立模型，把直线电机模型拆分为段式模型，并用分段线性函数表示。

其次，采用状态空间方程的建模方式，通过驱动端特性曲线和负载特性曲线，建立分段永磁低速直线电机的动力学模型。

最后，结合Matlab/Simulink台，实现分段式永磁低速直线电机的模拟仿真，模拟仿真结果表明，分段式永磁低速直线电机的转速性能与参数设置有关，模型精度达到了满足要求的标准。

通过以上研究，可以看出，分段式永磁低速直线电机拥有良好的模型仿真精度，充分发挥其优势，为为进一步的研究提供了可靠的数据基础。

此外，为了满足不同的应用需求，这种模型还可以深入研究多轴
运动控制、自适应控制以及智能控制等领域，使永磁低速直线电机在关键应用中发挥更大的功效。

本文研究了分段式永磁低速直线电机的动力学特性，并建立了基于状态空间方程的系统模型，使其得以在Matlab环境中仿真，为今后相关研究奠定了良好的基础。

综上所述，本文从理论分析和模型仿真两个方面对分段式永磁低速直线电机进行了系统研究，为后续应用奠定了坚实的基础。

直线式波浪能发电装置设计管兆康;刘贵杰【摘要】Aiming at the problem of low efficiency of power generation due to the intermediate link conversion in the rotary wave powerplant,focusing on the key technologies in the design of linear wave energy generating devices,using three-dimensional modeling techniques and Ansoft/Maxwell simulation software,optimization of the core slotsize,magnet magnetization mode selection,magnet gap and core longitudinal end effect were studied and a linear wave power generation device was proposed.The electromagnetic transient simulation of the optimized linear generator model was carried out and then the electromagnetic torque curve,the flux curve and the induced electromotive force curve of the generator were obtained,which provide a theoretical basis for the design of linear wave energy generating device.The results indicate that NdFeB permanent magnet was chosen as the excitation source of this generator,which has the advantages of high power,good performance index,compact structure,low noise and high efficiency.The increase of the width of end core teeth can solve the problem of longitudinal edge effect.%针对旋转式波浪能发电装置由于存在中间环节转换而导致发电效率降低的问题,围绕直线式波浪能发电装置设计中的关键技术,通过三维建模技术和Ansoft/Maxwell仿真软件,开展了铁芯槽口大小优化、磁铁充磁方式选择、磁铁间隙优化以及铁芯纵向端部效应改善和弥补方法等研究,提出了一种直线式波浪发电装置,对优化后的直线发电机模型进行了电磁瞬态仿真分析,进而得出该发电机的电磁力矩曲线、磁链曲线、以及所产生的感应电动势曲线图,为直线式波浪能发电装置设计提供了理论依据.研究结果表明,该发电机的励磁源选择了钕铁硼永磁材料,具有功率大、性能指标较优越、结构紧凑简洁、噪音低、效率高等显著优势,端部铁芯齿宽度增大可以解决和弥补纵向边端效应的问题.【期刊名称】《机电工程》【年(卷),期】2017(034)005【总页数】7页(P491-497)【关键词】波浪发电;直线电机;结构设计;Ansoft仿真分析【作者】管兆康;刘贵杰【作者单位】华中科技大学电气子工程学院,湖北武汉430074;中国海洋大学工程学院,山东青岛266100【正文语种】中文【中图分类】TH39;TM612海洋中贮藏着潮汐能、波浪能、海流能等形式的海洋可再生能源[1]。

J I A N G S U U N I V E R S I T Y本科毕业论文磁通切换永磁直线电机设计与分析Design and Analysis of Flux Switching Permanent MagnetLinear Motor学院名称：电气信息工程学院专业班级：自动化0802学生姓名：房卓娅指导教师姓名：赵文祥指导教师职称：副教授2012年06 月磁通切换永磁直线电机设计与分析专业班级：自动化0802 学生姓名：房卓娅指导老师：赵文祥职称：副教授摘要磁通切换永磁直线电机是一种新型结构的电机，克服了传统电机的诸多缺点，该电机结构简单，体积小，效率高，响应快，精度高，安全性高，又便于维修和检测，因此在各个领域都得到广泛的应用，具有较好的应用前景。

本文以磁通切换永磁直线电机为研究对象，介绍了基本的电机拓扑结构，在掌握其基本的工作原理的基础上，研究该类电机的发展状况以及国内外的研究现状，以及简单的理解由旋转电机变为直线电机的由来。

随后介绍了永磁电机，以及永磁电机的基本分类，又介绍了磁通切换原理和直线电机的工作原理。

本文具体介绍了所使用的Ansoft的软件，介绍了建立一个模型的具体流程，所需数据，以及电机材料；后又对反电势波形，定位力矩波形，绕组磁链波形，磁力线波形，磁通密度分布图的观察。

本文提出了参数化有限元模型的思想，用Ansoft软件建立了该电机参数化有限元分析模型，分析某些参数对电机反电势的影响，本文重点讲述气隙长度对反电势幅值的影响，得出结论气隙长度越长，反电势幅值越小，并且反电势幅值与气隙长度成线性变化。

本文还提出了以后需要深入研究的问题。

通过初步的研究和分析，为该电机的进一步深入研究和开发应用奠定了基础。

关键词直线电机永磁电机磁通切换电机模型仿真Design and Analysis of Flux Switching Permanent Magnet Linear MotorAbstract Flux-switching permanent magnet linear motor is a novel machine, which has a bright future by overcoming the shortages of the traditional machines having magnets in the mover. It is widely applied in transport systems due to the advantage of small size, light weight, easy to control, fast action, accurate position. A novel permanent magnet flux-switching linear motor is investigated in this thesis. It is cost-effective, since the magnets and coils are both set in the mover, while the long stator is only made of laminated iron core. This simple motor structure costs much lower than other conventional types. Finite element analysis shows that, with proper design, the performance can be improved. The keys of the theoretical and technical issue about flux-switching permanent magnet linear motor are deeply and systematically studied, including the operation principle, finite element analysis, static characteristics,design procedure,mathematic model, simulation and comparison with other traditional machines. In addition, specific description of Ansoft is also described in this article. It includes building a model processes. Hence, the flux-linking, back EMF, cogging torque, winding inductance and torque are deduced. We learn a new stator permanent magnet flux switching linear motor. After grasping the basic working principle, a parameterized finite element model is developed. Analysis of certain parameters on the back EMF, especially the impact of the air gap length of the back EMF. It can be concluded that the longer the air gap length, the smaller the back EMF. The the results lay a foundation for the further research and development of the flux-switching permanent magnet linear motor drive.Key words linear machine PM machine Flux-switching motor model simulation目录第一章绪论 (1)1.1 直线电机的概述 (1)1.1.1 直线电机的简介 (1)1.1.2 直线电机研究现状及发展趋势 (2)1.2 本章小结 (3)第二章磁通切换永磁直线电机原理与应用 (4)2.1 永磁电机 (4)2.1.1 引言 (4)2.1.2 永磁电机的发展 (4)2.1.3 永磁电机的分类 (4)2.2 直线电机的基本结构 (5)2.3 磁通切换原理 (8)2.4 直线电机工作原理 (9)2.5 磁通切换永磁直线电机的应用及其优势 (10)2.5.1 直线电机的应用 (10)2.5.2 永磁直线电机在轨道交通方面的优势 (10)2.6 本章小结 (11)第三章磁通切换永磁直线电机的有限元分析 (12)3.1 有限元原理 (12)3.2 有限元软件Ansoft Maxwell的介绍 (13)3.3 电机仿真模型的建立 (14)3.3.1 建立几何模型 (14)3.3.2 定义材料和加载激励源 (14)3.3.3 激励源与边界条件定义及加载 (17)3.3.4 运动选项设置 (19)3.3.5 求解选项参数设定 (20)3.3.6 求解及后处理 (22)3.3.7 保存结果退出 (22)3.4 本章小结 (22)第四章电机模型的建立及仿真结果 (23)4.1 电机模型及实验结果 (23)4.2 电机气隙尺寸对反电势的影响 (25)4.3 电机气隙长度与漏磁及反电势的关系 (27)4.4 本章小结 (29)第五章总结和展望 (30)5.1 全文总结 (30)5.2 课题展望 (30)致谢 (31)参考文献 (32)第一章绪论第一章绪论1.1直线电机的概述直线电机是一种将电能直接转换成直线运动的机械能的动力装置，一改以往以链条、钢丝绳、传送带、齿条丝杠和蜗轮蜗杆等传统的中间转换环节，克服了传统机械转换机构的传动链长、体积大、效率低、响应慢、精度低等缺陷。

(10)申请公布号 CN 102111058 A(43)申请公布日 2011.06.29C N 102111058 A*CN102111058A*(21)申请号 200910247429.X(22)申请日 2009.12.29H02K 41/03(2006.01)G06F 17/50(2006.01)(71)申请人上海电气集团股份有限公司地址200336 上海市长宁区兴义路8号万都中心30楼(72)发明人贾廷纲 王振滨 陶益民 祁峰崔雪(74)专利代理机构上海兆丰知识产权代理事务所(有限合伙) 31241代理人章蔚强(54)发明名称一种直线电机运行状态仿真方法(57)摘要本发明公开了一种直线电机运行状态仿真方法，采用直线电机数学模型和运动方程来模拟实际直线电机的运行状态，得到直线电机的各项运行数据，包括以下步骤：获得参数步骤，获得直线电机参数，并进行归一化处理，得到直线电机归一化参数、第一计算步骤，计算直线电机三相相电压、第二计算步骤，计算出下一步直线电机d-q 轴电流、三相相电流、电磁推力、计算及输出步骤，根据直线电机运动方程计算直线电机的加速度、速度、位移和电角度信号，输出2路相电流、速度、位移、电角度共5路信号，将输出的信号进行处理后返回步骤S2。

本发明实现了对于永磁直线同步电机的仿真，为永磁直线同步电机运行状态的研究提供了很大的帮助。

(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页1.一种直线电机运行状态仿真方法，其特征在于，采用直线电机数学模型和运动方程来模拟实际直线电机的运行状态，得到直线电机的各项运行数据，包括以下步骤：步骤S1，获得参数步骤，获得直线电机参数，并进行归一化处理，得到直线电机归一化参数；步骤S2，第一计算步骤，采集6路PWM信号，结合直流母线电压和当前直线电机相电流正、负方向信号，计算出直线电机三相相电压；步骤S3，第二计算步骤，进行Clarke-Park变换，得到d-q轴电压，根据归一化的直线电机d-q轴方程计算出下一步直线电机d-q轴电流、三相相电流、电磁推力；步骤S4，计算及输出步骤，根据直线电机运动方程计算直线电机的加速度、速度、位移和电角度信号，输出2路相电流、速度、位移、电角度共5路信号，将输出的信号进行处理后返回步骤S2。

基于有限元软件FLUX与Matlab协同仿真的永磁无刷直流
电动机的分析
丁妍;李玲玲;张敏;张雪飞
【期刊名称】《机电一体化》
【年(卷),期】2008(14)12
【摘要】应用控制电路与电磁场方程耦合的时步有限元分析原理,采用有限元软件FLUX 对四极永磁无刷直流电动机的瞬态电磁场进行了仿真分析,将其耦合到Matlab 中,在 MATLAB 中搭建基于转子位置的 PWM 控制电路和电流滞环控制电路。

对转子位置进行闭环控制可以有效地减小转矩纹波,解决了电机在非正弦供电时的场路耦合分析问题。

仿真结果准确地反映了电机负载过程的性能,对永磁无刷电机的进一步优化和设计有一定指导意义。

【总页数】5页(P47-50)
【关键词】永磁无刷直流电动机;有限元;转子位置;场路耦合运动
【作者】丁妍;李玲玲;张敏;张雪飞
【作者单位】同济大学电子与信息工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM351;TP311.1
【相关文献】
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