第33卷 第9期 2011-9(下) 【107】 收稿日期：2011-05-12 作者簡介：王雪艷(1971－)，女，山東博興人，講師，工學(xué)碩士，主要從事機(jī)電一體化及機(jī)械設(shè)計(jì)與制造相關(guān)專業(yè)的教學(xué)及研究工作。 0 引言 一臺(tái)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)沿著半徑方向的剖面圖與直線電動(dòng)機(jī)的相同。其簡單的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)方式來帶了高效率。磁懸浮列車就是用直線電機(jī)來驅(qū)動(dòng)的最好的例子。航空母艦上的飛機(jī)電磁彈射器也可以使用直線電機(jī)(未運(yùn)用，正處于研究階段)。目前直線電機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛。本文以永磁電機(jī)為例探討直線電機(jī)的工作原理和設(shè)計(jì)思路。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電機(jī)設(shè)計(jì)方法的發(fā)展日新月異。目前最常用的是用商業(yè)的專用軟件來進(jìn)行設(shè)計(jì)，但是要找到一種既有針對(duì)性又符合自己設(shè)計(jì)風(fēng)格的軟件并不容易，自己編程來輔助設(shè)計(jì)勢在必行。程序需要根據(jù)畢奧—薩伐爾定律計(jì)算磁場，鑒于計(jì)算過程比較復(fù)雜，國內(nèi)的研究成果僅有：蘭州大學(xué)茍曉凡等學(xué)者的《矩形永磁體磁場分布的解析表達(dá)式》(國家自然科學(xué)重點(diǎn)基金項(xiàng)目)。經(jīng)本文研究后發(fā)現(xiàn)，借助于 MATLAB 工具強(qiáng)大的公式推導(dǎo)和數(shù)值運(yùn)算能力，只需用簡單的程序語句便可計(jì)算出數(shù)據(jù)，然后繪制出直觀圖像，此法比傳統(tǒng)的方法高效簡便。MATLAB 還提供了各種豐富的工具箱，比如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱、優(yōu)化工具箱等等，可以很方便地利用它們?nèi)ミM(jìn)行更深層次的研究。 1 單塊矩形永磁體磁場計(jì)算 永磁直線電機(jī)是由通電線圈和若干塊矩形永 磁體組成的。要研究直線電機(jī)的工作過程，需要先弄清電機(jī)磁場的空間分布。一個(gè)長、寬、高為a、b、h 的矩形永磁體如圖 1 所示。 圖1 矩形永磁體 其外部空間任一點(diǎn) P(x, y, z)的磁場是由磁體內(nèi)部分子電流共同疊加而產(chǎn)生的合磁場。當(dāng)矩形磁體沿一個(gè)方向充分磁化并達(dá)到飽和后，因磁體內(nèi)分子電流排列整齊而使磁體內(nèi)部分子電流全部被抵銷，所以可看成只有磁體表面電流在流動(dòng)。如圖 1 所示，矩形永磁體的 A’ B’ C’ D’ 平面處于XY 坐標(biāo)平面，A’ 點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)距離為 d，根據(jù)磁體 NS 極性，按右手螺旋定則可知其體表電流沿ABCD 方向流動(dòng)，并且只有四個(gè)豎直方向(平行 Z 軸)的平面有電流流動(dòng)，而上下兩個(gè)水平平面(垂直 Z 軸)無電流流動(dòng)。P 點(diǎn)磁場的計(jì)算只需計(jì)算出四個(gè)豎直平面電流在 P點(diǎn)產(chǎn)生的磁場，然后加起來。 基于MATLAB的永磁體直線電機(jī)的設(shè)計(jì) Design of PM linear motor based on MATLAB 王雪艷 WANG Xue-yan (淄博職業(yè)學(xué)院，淄博 255314) 摘 要： 理想面電流模型建立在充分均勻磁化的單塊矩形永磁體上，在MATLAB程序語言中根據(jù)畢奧—薩伐爾定律公式進(jìn)行編程，運(yùn)用符號(hào)運(yùn)算推導(dǎo)出磁體外一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的微分符號(hào)表達(dá)式，然后通過數(shù)值積分得到矩形永磁體的空間磁場分布數(shù)據(jù)，并繪制出曲線圖。再進(jìn)一步利用多塊矩形永磁體構(gòu)成簡單的直線電機(jī)磁場模型，通過編程對(duì)通電線圈的受力情況做分析計(jì)算，線圈在磁場中的受力變化曲線圖通過數(shù)值積分的方法得到。通過線圈受力曲線分析，對(duì)直線電機(jī)工作原理與設(shè)計(jì)進(jìn)行初步探討。 關(guān)鍵詞： 永磁體；磁場分布；直線電機(jī) 中圖分類號(hào)：TP391.72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-0134(2011)9(下)-0107-04 Doi: 10.3969/j.issn.1009-0134.2011.9(下).33 【108】 第33卷 第9期 2011-9(下) 先來計(jì)算平面ABB’A’ 在 P 點(diǎn)形成的磁場， 假設(shè)此平面上有一點(diǎn)(xi, yi, zi)，可由畢奧—薩伐爾定律來計(jì)算(xi, yi, zi

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的直线电机的matlab仿真,基于MATLAB的永磁体直线电机的设计的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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