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直线感应电机作为一种能够直接产生直线运动的特种电机,凭借其众多的优点,目前得到了广泛的关注和应用。相较于普通旋转电机来说,直线电机由于其结构上的特殊性,如较大的气隙和初级铁心两端是开断的等原因,造成了直线电机产生一些不同于旋转电机的特殊现象,因此分析研究不同结构参数下直线感应电机的电磁性能具有十分重要的意义。 本文首先对扁平型直线电机的组成和工作原理进行了说明,明确了直线电机的结构特点,从其结构着手详细分析了四种边端效应的作用原理及对直线电机电磁性能的影响程度。结合旋转电机等效电路,通过引入边端效应修正系数及集肤效应系数得到直线电机的等效电路图,并给出了等效电路图中相关参数及的计算方法,最后得到直线电机性能参数的求解方法。利用有限元分析软件分别建立不同气隙长度下的直线电机模型,并对这些模型进行二维瞬态场仿真模拟。分析纵向气隙磁密分布并对其进行谐波分解及对比,研究气隙长度对气隙磁场的影响。针对直线电机某些情况下空载速度超过同步速度的现象进行了详细地分析,得到在纵向边端效应的作用下使得电磁极距超过机械极距的结论,对同步速度的计算方法进行了相应的修正。最后综合比较不同气隙长度下电磁推力、法向力及一些损耗数据的变化情况,分析气隙长度对直线电机性能的影响效果。平板型次级直线电机中由于横向边端效应的影响,造成气隙磁场波形变差、产生附加推力及损耗,考虑通过栅型次级削弱相应的影响。应用有限元分析软件建立不同槽宽及槽间距下的三维模型,对其进行三维涡流场计算,分析栅型次级板对次级板中感应电流流向和横向气隙磁密分布的改善效果。根据推力变化曲线分析不同槽宽及槽间距直线电机的作用效果,选择最佳槽配合方式。参考笼型转子旋转电机参数的计算方法,对平板型直线电机等效电路图中相关参数进行修正。对直线感应电机的电磁性能优化具有一定的参考性。