直线压缩机用动磁式直线电机的性能仿真分析(2)
4电机的瞬态特性仿真分析18
4.1电磁场理论和位函数微分方程18
4.2电机瞬态磁理论分析18
5结语 19
致谢 20
参考文献21
1 引言
直线压缩机是由电动机动子直接驱动电动机活塞而完成运动，在运动行程中是由电压直接控制，在结构上完全省去了运动转换装置，是典型的机电一体化系统[1]。直线压缩机相比于其他类型的压缩机具备很多优点，包括结构紧凑体积小、机械利用率高、可靠性和稳定性都表现良好等优势。直线压缩机的主要驱动部分直线电动机根据电磁力原理和机械共振原理直接推动活塞环来回直线运动[2]。
1.1 直线电机的概述
传统电机一般是采用传送带、链条，蜗轮蜗杆传动，直线电机与传统的电机有很大区别，是利用电能驱动来完成往复直线运动的一种电气装置，近年来直线电机发展迅速，直线电机相较于传统电机，具有结构紧凑体积小、机械利用率高、可靠性和稳定性都表现良好等优势，正因为直线电机的这些优势使得人们对直线电机的关注变多，研究也更加深入，我们可以感受到直线压缩机在生活中的应用也更加普遍。
国外对于直线电机的研究很早就已经开始，而且研究成果也很多，从开始的研究到现在直线电机应用的普及，这个历程已经经历了三个阶段，包括最开始的实验探索阶段、中间的开发应用阶段和最终的商品使用阶段。在一些经济和工业比较领先的国家，直线电机的研究领域涉及的很广泛，正因为研究的大力推进，才使得直线电机有丰硕的研究成果。其中成果比较明显的国家，如美国、德国、英国、瑞士和日本等，在这些国家，对直线电机研究的机构和研究人员众多[3]，与此同时研究成果也很丰硕，国内研发的直线电机与之相比较，无论是在性能、质量、产品精度还是使用稳定性和产品可靠性等方面都无法比拟。就拿一个英国的电机厂来举例，它拥有的产品种类接近千种，可谓是类型众多，从他每年的直线电机产量超过三百万台，每年的产值将近两千万英镑等方面可以看出，国外的直线电机行业发展还是很蓬勃的。
我国直线电机的研究起步较晚，相较于国外成果比较少，是从七十年代开始，主要的研究单位有，中科院电工所、浙江大学、西安交通大学、太原理工大学、上海大学等[4]，其中浙江大学是第一批涉猎直线电机领域并且得出一些成果的研究单位，经过多年的努力，浙江大学在直线电机领域处于国内领先的地位，在一些领域无论在国内还是在国外，都站在了世界的最前端，所掌握的技术有一些已经赶上并且超越了国外先进水平。
直线电机可以细分为很多类型，在众多类型的直线电机中，本文研究的动磁式直线电机由于其自身优于其他类型直线电机的优点，从直线电机中脱颖而出，受到了人们的关注。动磁式直线电机因为稀土永磁材料的出现，使得动磁式直线电机的结构紧凑电机的效率变高[5]，易于研究设计，从而成为一种很有发展前景，很值得深挖其研究价值的的新型微型特种电机。动磁式直线电机应用比较广泛，比如家电领域的电冰箱、航空航天领域的空气压缩等人们经常涉及的领域。
1.2 直线电机的分类
1.2.1 直线感应电机
直线感应电机的原理结构如图1.1所示，如图所示的感应电动机有两半初级绕组，每一半绕组都产生指向初级中心的磁场。
图1.1直线感应电机原理
1.2.2 直线同步电机
直线同步电动机的原理是利用电机中的电磁作用产生震动，之后对动子的震动频率进行控制，相比于直线感应电机这是直线同步电机的运动特点，这种电机的输出力大，摩擦损耗小，机械效率高，相比于其他类型的电机有很大优势，直线同步电机也是以后的研发重点。本文涉及的主要是直线同步电机，是目前最有发展前途的震动电机。
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