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长初级双边直线感应电机(DSLIM)非常适用于短行程、大载荷和高加/减速的直线驱动场合。论文以大功率分段式长初级DSLIM作为研究对象,对电机的牵引制动特性、动态性能计算方法、数学模型与矢量控制策略以及新型结构的栅格次级长初级DSLIM进行了深入研究。 论文建立了同时考虑横向和纵向动态边端效应的电机相邻初级段绕组串、并联长初级DSLIM解析模型,得到了考虑电机横向和纵向动态边端效应的等效电路修正系数和牵引制动特性,测试结果表明推力的计算误差在5%以内。得出并联长初级DSLIM纵向动态端部效应小于串联长初级DSLIM,增加次级极数和低滑差率运行能有效减少纵向动态边端效应的影响。 针对既有并联长初级DSLIM等效电路无法计算电机整体动态性能问题,本文提出了一种基于动态耦合因子的变参数等效电路,采用分段计算、集总求和的方法得到并联供电下分段长初级DSLIM的动态特性,得出并联供电下分段长初级DSLIM整体阻抗的周期性变化规律。利用有限元方法定量分析了段间隔、次级偏心距对分段长初级DSLIM性能影响。 分析比较了几种新型次级结构形式,提出一种新型栅格次级长初级双边直线感应电机,得到了栅格次级参数计算和优化设计方法,得出栅格次级DSLIM能够消除电机第二类横向边端效应,提升长初级DSLIM功率因数与“力功比”,同时提高了电机的有效载荷能力。 本文建立了并联分段式长初级DSLIM单元电机在αβ轴下的变参数数学模型,使用间接磁场定向控制策略实现变参数电机的矢量控制。针对分段长初级DSLIM电机并联供电,给出了一种结合逆变器的新型换步方式。 在一台30kW和研制的一台1MW并联分段长初级DSLIM样机中对以上所提出的方法进行了实验验证,实验结果证明了所提方法的有效性。