圓筒型永磁同步直線電機(jī)本體設(shè)計(jì)與控制分析.pdf

1、本文是在江蘇省自然基金“自由活塞發(fā)電發(fā)動(dòng)機(jī)的模型建立、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和控制策略研究(BK2008228)”的資助下，對(duì)自由活塞式發(fā)電發(fā)動(dòng)機(jī)中的永磁同步直線電機(jī)進(jìn)行研究，分析圓筒型永磁直線電機(jī)在設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的結(jié)構(gòu)特征，并且基于DSP開(kāi)發(fā)工具構(gòu)建了電機(jī)的硬件電路系統(tǒng)及相關(guān)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
　　 本文所針對(duì)的圓筒型永磁同步直線電機(jī)是自由活塞式發(fā)電發(fā)動(dòng)機(jī)中的關(guān)鍵部分，這種圓筒型永磁直線電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、出力能力強(qiáng)、應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)?；诖?，本文首先

2、介紹了圓筒型永磁直線電機(jī)的內(nèi)部原理和基本結(jié)構(gòu)，總結(jié)永磁電機(jī)的分類(lèi)，并且對(duì)永磁同步電機(jī)現(xiàn)代以及傳統(tǒng)的控制策略做了相關(guān)介紹，對(duì)比各種控制策略的優(yōu)缺點(diǎn)，以及介紹控制策略的多種選擇方法。然后分析圓筒型直線電機(jī)本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀。
　　 通過(guò)介紹有限元理論在電機(jī)電磁場(chǎng)分析中的應(yīng)用，并針對(duì)推力波動(dòng)、反電動(dòng)勢(shì)諧波含量和氣隙諧波含量等關(guān)系電機(jī)性能的變量的優(yōu)化，使用ansoft軟件對(duì)圓筒型直線電機(jī)的內(nèi)部各個(gè)參數(shù)的選擇進(jìn)行優(yōu)化分析，試圖探索出一

3、套切實(shí)可行的圓筒型永磁同步直線電機(jī)的優(yōu)化模型。在電機(jī)大體結(jié)構(gòu)已知的前提下，針對(duì)電機(jī)繞組的選擇，對(duì)比了三種繞組的繞組系數(shù)、氣隙磁密、反電動(dòng)勢(shì)等波形;針對(duì)電，機(jī)不同的充磁方式的特點(diǎn)，有針對(duì)性的使用不同充磁方式對(duì)永磁體進(jìn)行分析;針對(duì)電機(jī)永磁體寬度和厚度，對(duì)比了不同寬度厚度條件下電機(jī)的氣隙磁密，諧波含量等參數(shù);針對(duì)電機(jī)齒間距，對(duì)比了反電動(dòng)勢(shì)諧波含量等參數(shù)，分析探討了這些參數(shù)的最佳選擇，最終確定了一套永磁同步直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)。
　

4、　 文中對(duì)比了矢量控制方法與直接推力原理，分析兩種控制方法的優(yōu)缺點(diǎn)，利用兩種控制算法得到的仿真模型進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的對(duì)比，對(duì)比了轉(zhuǎn)速、推力波動(dòng)等相關(guān)參數(shù)，為硬、軟件電路的搭建提供可靠的參考，具有一定的研究意義。
　　 根據(jù)圓筒型直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了圓筒型永磁同步電機(jī)的硬件電路和相關(guān)軟件，使用空間矢量算法在DSP軟件中進(jìn)行編程。編寫(xiě)了PI調(diào)節(jié)算法，位置檢測(cè)算法，A/D采樣算法的相關(guān)軟件程序。在搭建的硬件平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到正確