1.两种多相平板型开关磁阻直线电机的纵向端部效应的补偿方法是基于磁路相似原理提出的,其特征在于:基于磁路相似原理,针对一台三相纵向磁通平板型开关磁阻直线电机,将中间相(B相)绕组励磁时的电机磁路分布情况视为理想情况。如果边端相(A相和C相)绕组励磁的磁路分布能与中间相(B相)绕组励磁时电机的磁路分布情况相同或相似,则可以认为直线电机端部切断造成的纵向端部效应得到了补偿。
2.根据权利要求1中所描述磁路相似原理,提出了两种多相开关磁阻直线电机的纵向端部效应的补偿方法,能够缓解由纵向端部效应引起的各相绕组电流不平衡及电磁力脉动问题,其特征在于:一种方法是在定子两侧端部各添加一组辅助磁极来帮助形成相同的漏磁磁路。在增加辅助磁极后,一相绕组励磁下的对称磁极上的磁场分布相同;在不同相绕组励磁时,该辅助磁极能消除不同绕组间的电磁特性差异,可以缓解电机电磁力脉动的问题。
而增加辅助磁极的方法会增加电机总体长度与体积,不适用于一些对空间限定严格的场合。因此,第二种方法是通过适当增加电机端部磁极的宽度来缓解端部效应对电机性能的不良影响。
3.根据权利要求2中所描述的第二种开关磁阻直线电机纵向端部效应的补偿方法,其特征在于:对于利用增加电机端部定子磁极的宽度的方式进行纵向端部效应的补偿,通过建立开关磁阻直线电机的等效磁路模型可以分析出使得电机电磁力脉动最小的最佳端部磁极宽度计算公式。
4.根据权利要求3中所描述的开关磁阻直线电机的等效磁路模型,其特征在于:首先建立电机的在边端相绕组励磁时电机的等效磁路模型(以A相通电为例)。其中,定子磁极之间的气隙磁阻为Rδ,由于Rδ的数值很大,可以将Rδ所在支路近似视为开路。F为电机绕组所产生的磁动势,Rsp为电机定子磁极的磁阻,Rsy为定子轭的磁阻,Rmp为动子磁极的磁阻,Rg为动子与定子之间气隙磁阻,将六个绕组分别编号为1-6,每个绕组电流所产生的磁链为 每一磁极的磁阻为R1-R6。根据建立的等效磁路模型可以写出如下的矩阵形式:由此推出如下等式:
当电流较小时,绕组铁心不饱和,磁路对称,认为第二个磁极上的绕组与第三个磁极上的绕组感应出相同的磁链值,即 同时,认为在铁心不饱和的情况下,每个定子磁极的磁阻都是相同的,即R2=R3=R4=R5=R0,则式(2)可以简化为:为了使磁极间的磁链差异尽可能小,式(3)应满足如下条件:
如果 与 得以满足式(4)的关系,就可以实现补偿开关磁阻直线电机纵向端部效应的目标。
5.根据权利要求4中所描述的能够实现纵向端部效应补偿的 与 的关系式,可以推导出权利要求3中所描述的使得电机电磁力脉动最小的最佳端部磁极宽度计算公式,其特征在于:针对一台三相纵向磁通平板型开关磁阻直线电机,将中间相(B相)绕组励磁时的电机磁路分布情况视为理想情况,针对该理想磁路分布,可以将权利要求4中分析所得边端相(A相)绕组励磁时 与 的关系类比到理想磁路分布情况下,对不同绕组感应磁链值进行定义,例如:c3绕组所感应磁链为 b3绕组所感应磁链为 在理想磁路分布情况下,即B相绕组单独励磁时,将 类比为式(4)中的 将 类比为式(4)中的 与 的具体数值可由有限元软件对未优化前的该开关磁阻直线电机建模并计算可得。则式(4)将电机磁链数据与电机具体尺寸联系起来,关系满足:其中,hsp是定子磁极长度,μFe是铁材料的磁导率bss是定子槽宽,LFe是定子叠片厚度,bsp为定子磁极宽度,hsy为定子轭厚度由此可得端部磁极的最佳宽度计算公式为: