扁平型永磁直线同步电机热学模型与实验研究

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1、第11期组合机床与自动化加工技术NO．112015年11月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueNOV．2015文章编号：1001—2265(2015)11—0037—04DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．11．011扁平型永磁直线同步电机热学模型及实验研究顾平灿，徐月同(1．浙江海洋学院船舶与海洋工程学院，浙江舟山316100；2．浙江大学机械工程系，杭州310027)摘要：永磁直线同步电机的发热严重影响电机的正常运行，准确计算温度场将为设计和控制电机提供必要的理

2、论依据。建立了扁平型直线电机温度场的三维有限元模型。在直线电机变速往复运行时，先计算出电机的平均有效电流，在此基础上，计算出了直线电机的发热量。确定了直线电机各个表面的换热系数，利用ANSYS软件模拟出了直线电机的热态特性。最后，对空载工况下直线电机的热态特性进行了实验研究，并对实验结果进行了分析处理。实验表明，仿真结果和实验结果具有比较好的一致性，建立的直线电机温度场模型可以准确地计算电机的温度分布。关键词：扁平型；永磁直线电机；热学模型中图分类号：TH39；TG506文献标识码：AThermalModelandExperimentStudyonaFla

3、tPermanent-MagnetLinearSynchronousMotorGUPing．can．XUYue．tong(1．SchoolofShippingandOceanEngineering，ZhejiangOceanUniversity，ZhoushanZhejiang316100，China；2．SchoolofMachanicalEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China)Abstract：Theheatoflinearmotoraffectsnormaloperationofthem

4、otorseriously．Theaccuratecomputa—tionoftemperaturefieldwillprovideatheoreticalfoundationforthedesignandcontroloflinearmotor．Athree—dimensionfiniteelementheatmodelofflatlinearmotoriscreated．Asthelinearmotorisrunningbackandforthinanadjustablespeed，theaverageeffectivecurrentoflinearm

5、otorcanbecalculatedfirstly．Onthisbasis．thecalorificValueofthelinearmotoriscalculated．Theheattransfercoe~cientoflinearmotorineachsurfaceiscalculated．Thenthethermalcharacteristicoftheflatlinearmotoriscalculatedbyansys．Theexperimenta1researchofthelinearmotor’Sthermalcharacteristicisc

6、ompletedwhenthelinearmotorisnoload．Comparisonsbetweentheexperimentanalysesandfiniteelementsimulationshowgoodcorrelation．Thethermalcharacteristicofthelinearmotorcanbesimulatedaccuratelybythethermalmodelcreatedinthispaper．Keywords：flattype；permanentmagnetlinearmotor；thermalmodel组线圈的

7、发热，会带来严重后果：如造成线圈绝缘层O引言破坏，进而降低绕组线圈的工作寿命；绕组电流受到一随着高新技术不断发展，国防、航天、汽车、微电子定限制；电机温度的升高会改变电机的参数，进而增加等行业对制造技术提出了更高的要求，超高速和超精电机的控制难度；温度升高，还会改变永磁体的工作密加工成为未来机床行业发展的两个主题。直线电机点；如果热量传递到机床工作台或导轨，产生热变形。应用于数控机床和加工中心是一项新技术。直线电机随着直线电机应用场合越来越广泛，单机容量不断上驱动系统能直接提供推力给负载，不需要中间机械传升，发热和冷却问题变得越来越突出，对其温度场的研动环

8、节，消除了由机械传动机构引起的消耗及产生的究就显得Et益重要，准确