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磁通切换直线电机的性能分析与结构优化

1.48万字 37页 原创作品，已通过查重系统


摘要 磁通切换直线电机结合了磁通切换旋转电机和永磁直线电机的双重特点，其动子侧较短，并置有永磁体和绕组，仅由凸极形式的硅钢片构成定子。由于它简单可靠的结构、较高的推力密度，在诸如轨道交通推进系统等长行程驱动的应用中具有非常突出的成本优势和广阔前景，值得深入研究。
本文首先简单介绍磁通切换直线电机的基本概况，包括对其的研究背景，研究意义和应用前景。之后，综述了国内外的相关研究情况，针对磁通切换直线电机的研究具体开展了以下工作，并获得较有价值的一些成果：
首先，讨论分析了磁通切换直线电机的基本模型，基本结构和工作原理，包括其作为电动机和发电机的两种工作原理，并推导出磁通切换直线电机的数学模型，也包括了电磁方程与机械方程的推导。
接着使用有限元软件JMAG仿真出一个磁通切换直线电机，并较为的详细分析了电机的性能表现。然后研究了磁通切换直线电机的定位力和反电势产生的原因，和它们对于电机性能的影响。
最后，从电机的定子齿顶宽度，定子齿部高度和线圈匝数对电机进行结构上的简单优化，尽量减小电机的定位力并增大电机的反电势和推力，使磁通切换直线电机在性能上得到一定程度上的提升。


关键词：磁通切换直线电机、定位力、反电势、有限元分析、结构优化