永磁同步直線電機槽極數增加對推力波動的影響

王中軍，董宇杰

(寧波鮑斯能源裝備股份有限公司,浙江 寧波 315000)

永磁同步直線電機(permanent magnet synchronous liner motor, PMSLM)具有推力密度大、響應快、結構簡單等優點[1-3]。在電機設計時，它能根據實際工況增加或減少電機的槽數或極數，改變直線電機的有效耦合長度，適應不同運行工況[4]。但是由于定子齒槽內磁阻的變化、負載的擾動等特性，使電機不可避免地產生推力波動，會使電機產生噪聲、振動等問題，嚴重影響其運行特性[5-6]。因此，對 PMSLM 推力波動的研究具有重要的理論和實踐意義。

目前，通過直線電機結構優化來實現推力波動的研究有許多。郤能[7]提出了一種新型的鐵芯內置永磁體的組合鐵芯永磁同步直線電機，在推力輸出密度、抑制推力波動性能等方面有很大的提高。宗開放等[8]設計了一種V型線圈永磁同步電機，在平均推力不減小的前提下，抑制了推力波動。Ge等[9]設計了一種雙邊長初級分數槽集中式繞組的永磁同步直線電機，有效降低了渦流損耗，提高了平均推力。付豪等[10]采用響應面法和遺傳算法對電機進行優化設計，改善永磁直線電機推力特性。參考文獻[11]主要研究了永磁同步直線電機推力脈動的分析與補償，降低了推力波動的影響。以上研究主要通過磁路設計來優化槽型，或者通過繞組設計來提升運行性能，最終減小推力波動。筆者根據直線電機本體機械結構易擴展的特點，通過增加和減少槽極數來改善推力波動，并探究造成推力波動的原因。

1 基本直線電機拓撲結構

PMSLM由初級和次級組成，其拓撲結構如圖1所示。……