金属支撑套对开槽永磁直线电动机推力的影响.pdf

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1、触持电棚2010年第2期设计分析一-⋯⋯-一，⋯一一一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一一一⋯⋯⋯⋯一一c，穆z豸一一一金属支撑套对开槽永磁直线电动机推力的影响赵宏涛，吴峻(国防科技大学，湖南长沙410073)摘要：为了适应高速运行并抵抗法向吸力，电磁弹射用直线永磁无刷直流电动机的永磁体动子安装了铝支撑套，但电机定子的开槽结构会在铝套内引起涡流，对动子形成阻力。解释了开槽结构引起铝套涡流的原理，给出了涡流阻力计算公式，分析了涡流阻力的性质，得到了涡流阻力与动子速度的关系，从而确定了铝支撑套对直线电动机推力的影响。最后指出，电

2、机可以采用半闭槽结构来有效削弱这类涡流阻力。关键词：直线永磁无刷直流电动机；铝支撑套；涡流阻力；半闭槽中图分类号：TM33；TM359。4文献标识码：A文章编号：1004-7018(2010)02-0005-03MetalRetainingSleeveInfluenceontheThrustofPMLinearMotorswithOpenSlotsZHA0Hong—tao，WUJun(NationalDefenseUniversityofTechnology，Changsha410073，China)Abs

3、tract：Tobeseasonedwithhighspeedandbearnormalattraction，thelinearPMbrushlessDCmotor(LPMBLD—CM)usedforanelectromagneticlauncherwasequippedwithanaluminumretainingsleeveforthePMmover．ButtheLPM—BLDCMstatorshaveopenslotsthatwillinduceeddycurrentinthesleeveandthe

4、eddycurentwilllendthePMmoverre—sistantforce．Howslotsinduceeddycurentinthealuminumsleevewasexplained，theformulaforcalculatingtheeddyre—sistantforcewasgivenandcharactersoftheforcewereanalyzed．Basedonrelationsbetweentheresistantforceandthenov—ervelocity，thein

5、fluenceofthealuminumretainingsleeveonthethrustoftheLPMBLDCMwaspresented．Atlast，itissug—gestedthatsemi-enclosedslotsreducetheeddyresistantforceobviously．Keywords：LPMBLDCM；aluminumretainingsleeve；eddyresistantforce；semi—enclosedslots电流引起，而空间谐波则主要由开槽结构产生，当电0引

6、言机高速行进时，这两种谐波都会在铝支撑套上生成电磁飞机弹射系统(EMALS)可以在短距离内涡流。许多文献对永磁旋转电机外套涡流的损耗问用电磁推力使飞机达到或接近起飞速度，其关键技题进行了研究J，但对这种涡流产生的阻力的特术之一就是大推力高速直线电动机技术，电机最终性与影响研究很少。本文针对LPMBLDCM开槽结速度要求达到103m／sllJ。文献[2]介绍了一种可构导致的铝支撑套涡流展开研究，分析了涡流阻力用于EMALS的大推力双边型动磁式直线永磁无刷的特性及其对直线电机推力的影响，指出半闭槽结直流电动机(

7、以下简称LPMBLDCM)，它结构简单，构有利于减小这类阻力。适合长行程制造，出力大。因为速度高且法向吸力1开槽结构对气隙磁场的影响大，LPMBLDCM需要增加支撑套对其动子永磁体进行防护。支撑套要求是低磁导率的，以免发生严重双边型动磁式LPMBLDCM二维模型如图1所的极间漏磁；最好是低电导率的，以免气隙磁场的时示，设计参数如表1所示。永磁体动子由铝支撑套间、空间谐波在支撑套上形成涡流；但低电导率材料包裹，铝套厚1ITIB。往往与永磁体的热膨胀系数存在较大差异，在高速条件下不适用；最终只能选用金属材料做支

8、撑套J。考虑到弹射器动子的质量要尽可能小，选用铝材做支撑套。这时，必须考虑气隙磁场谐波在支机图1LPMBLDCM二维模型推撑套上生成的涡流及其影响。力静态时电机磁通分布图如图2所示。从图中可的LPMBLDCM气隙磁场的时间谐波主要由电枢以看出，由于电机是开槽结构，气隙磁通主要集中在：影j响定子齿附近区域，当电机高速运动时，磁通“跳跃”收稿日期：2009—10—28式前进，与动子速度不同步，从而就会在铝支撑套内改稿