新型雙定子永磁直線電機(jī)的電磁分析與優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、當(dāng)今世界用人工心臟代替自然心臟移植成為了拯救心臟病患者生命的主要手段。人工心臟泵是人工心臟的核心部件。電動(dòng)式的人工心臟泵因其具有方便性和可移植性，具有研究價(jià)值。然而利用旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)所需的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)勢(shì)必造成了磨損部件的增加，導(dǎo)致了人工心臟系統(tǒng)的可靠性和使用壽命減低。而采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的人工心臟泵能很好的解決這類問題。因此，直線電機(jī)滿足人工心臟泵使用要求。目前已有的應(yīng)用于人工心臟泵的直線電機(jī)種類主要有三種。然而，各有

2、弊端。
　　 本文提出了一種新型的雙定子圓筒型永磁直線電機(jī)應(yīng)用于人工心臟泵領(lǐng)域，雙定子電機(jī)在縮小電機(jī)體積、提高功率密度方面具有優(yōu)勢(shì)。圓筒型電機(jī)繞組無端部，可降低銅耗。論文主要研究成果包括以下幾個(gè)方面:
　　 1.引入容錯(cuò)思想，同時(shí)結(jié)合定子永磁型電機(jī)高功率密度、高可靠性的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)出了兩種磁路類型的磁通切換式的雙定子永磁直線電機(jī)，分別為磁路并聯(lián)型和磁路串聯(lián)型。
　　 2.電機(jī)的二維物理模型在Ansoft平臺(tái)下建立起

3、來，對(duì)電機(jī)內(nèi)的電磁場(chǎng)進(jìn)行分析與計(jì)算。從電機(jī)電樞磁場(chǎng)和永磁磁場(chǎng)分布特點(diǎn)、永磁磁鏈、空載反電勢(shì)、定位力、電感、推力等方面分別分析了兩種電機(jī)的靜態(tài)特性，并對(duì)兩種電機(jī)的尺寸大小、定位力、推力密度、銅耗、鐵耗進(jìn)行了對(duì)比。
　　 3.本文針對(duì)特定結(jié)構(gòu)的磁通切換式直線電機(jī)提出了一種分離定位力組成的方法，并通過改變左、右邊端齒相對(duì)位置的措施來使左、右邊端力互補(bǔ)抵消，從而達(dá)到減小定位力的目的。
　　 4.針對(duì)本文提出的磁路并聯(lián)型兩相電機(jī)，

4、提出了一種最小化定位力的電機(jī)設(shè)計(jì)方案;利用動(dòng)子內(nèi)、外側(cè)凸極齒整體錯(cuò)位90°電角度的關(guān)系，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)使得電機(jī)動(dòng)子內(nèi)、外側(cè)定位力成180°電角度的關(guān)系，從而互補(bǔ)抵消，最小化電機(jī)定位力。
　　 5.磁路串聯(lián)型電機(jī)重點(diǎn)分析了電機(jī)的邊端效應(yīng)對(duì)反電勢(shì)特性的影響以及提出了四種解決辦法:(1)兩相反電勢(shì)相位差不為90°電角度的情況下，為了得到平穩(wěn)的永磁推力，通過公式推導(dǎo)得出應(yīng)通入的兩相電流相位差;(2)三種方法使得電機(jī)兩相反電勢(shì)相位差為90°