【摘 要】
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长初级直线电机通常采用分段供电的方式以降低供电成本和提高功率因数,然而初级侧分段会导致电机中的电感不平衡,从而引发推力波动,致使系统性能下降.针对双三相分段供电永磁直线同步电机的六相不平衡问题进行了研究,分别推导出了直线电机的边端供电段和直线电机中间供电段绕组产生的气隙磁场分布的解析表达式以及对应的自感和互感表达式,并且通过有限元验证了表达式的正确性.分析表明,六相电感不平衡的根源在于相邻未供电段铁芯的磁路与供电段铁芯存在耦合而导致的气隙磁密分布中的脉振分量.为了抑制六相电感的不平衡,在供电段之间加入良导
【机 构】
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中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室(中国科学院电工研究所) ,北京100190;中国科学院大学,北京100049;北京航天控制仪器研究所,北京100039
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长初级直线电机通常采用分段供电的方式以降低供电成本和提高功率因数,然而初级侧分段会导致电机中的电感不平衡,从而引发推力波动,致使系统性能下降.针对双三相分段供电永磁直线同步电机的六相不平衡问题进行了研究,分别推导出了直线电机的边端供电段和直线电机中间供电段绕组产生的气隙磁场分布的解析表达式以及对应的自感和互感表达式,并且通过有限元验证了表达式的正确性.分析表明,六相电感不平衡的根源在于相邻未供电段铁芯的磁路与供电段铁芯存在耦合而导致的气隙磁密分布中的脉振分量.为了抑制六相电感的不平衡,在供电段之间加入良导体制成的屏蔽层以阻隔相邻铁芯间的磁路,随着电机速度和运行频率的增加,屏蔽层对六相电感不平衡的抑制作用明显提升.最后,分别对加入屏蔽层的电机加载平衡六相电压和通入平衡六相电流后电机的电流、电压、推力及损耗特性进行研究.结果表明,屏蔽层对六相不平衡电压、六相不平衡电流以及由不平衡电流带来的推力波动具有明显抑制作用,同时对铁耗具有明显降低作用.
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