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直线电机端部效应 点击：3695 | 回复：10



biteng

    
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发表于：2010-06-08 16:27:42
楼主
一直说端部效应是直线电机特有的属性，是因为动子铁芯两端开断，永磁铁对动子铁芯产生作用导致的，那目前的无铁芯的永磁直线电机还存在端部效应么？另外目前已经有无齿槽设计了，那还存在齿槽效应么？我怎么觉得无铁芯的永磁直线同步电机这两个效应都不存在了呢。请大家帮我说说。
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波恩

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发表于：2010-06-08 17:45:53
1楼

端部效应对于感应直线电机非常突出，对于有铁心永磁直线电机，磁路设计合理可能可以规避很多，对于无铁心永磁直线电机，理论上是没有了，但实际可能还会有，毕竟线圈是分布的线匝，而不是理想中的一根无体积无宽度的线。

十多年前看过美国人写的端部效应论文，讨论的就是无铁心电机，有兴趣不妨去找找，IEEE的。

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biteng

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发表于：2010-06-08 20:06:54
2楼

我现在不太明白端部效应到底是怎么引起的,是永磁铁对铁心的作用力还是磁场变形引起的?

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波恩

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发表于：2010-06-08 21:29:11
3楼

个人理解，对于有铁心，是铁心端部相对于永磁磁极的不同相位所表现的磁阻不同，从而导致磁场畸变，作用力不均匀变化。

对于无铁心，可能是源于线圈的空间分布效果相对与永磁磁极相位形成的三相不均匀性所致。

 

最好做做有限元分析，看看磁场、反电势、出力波动与端部形位和尺寸的关系，只是本人不会，只能在此定性的侃侃山了。

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biteng

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发表于：2010-06-08 21:36:56
4楼

我又查了查 端部效应的定义是在电枢绕组不通电的情况下,永磁体产生的磁场同电枢铁心的端部作用而产生的力.因此对于无铁芯的确实是不存在端部效应的.磁场畸变属于是力波纹的情况,而不是端部效应了

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biteng

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发表于：2010-06-08 21:44:26
5楼
还想请教一下 有铁芯电机的法向吸引力是怎么产生的呢?如果永磁体的排列是ＮＳＮＳ交替的，那么对动子铁芯怎么会有吸引力呢？呵呵，上学时磁场这里学的不是很明白．
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波恩

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发表于：2010-06-09 09:22:24
6楼

端部效应可能并无权威的定义，与之有关的概念还有齿槽效应，定位力等等，不通电时永磁体与初级铁心之间的作用力可通称为定位力，其中极包含端部效应引起的，也包括齿槽效应引起的，泛泛地看很难区分其中哪些是齿槽效应的贡献，哪些是端部效应的功劳。

如果一定要区分，也许需要进行定位力的谐波分析，从中找出与齿距和极距相关的分量，不过情况并不这么简单，齿槽效应本身就是既和齿距相关，又和极距相关的量，而端部效应一般只和极距相关。可能要涉及一大堆的理论分析了。

不仅如此，端部效应和齿槽效应对于通电后的出力还会有进一步的影响，加剧推力波动，这就是为什么端部效应会体现在无铁心电机中的原因，当然这同样难于和泛泛概念上的推力纹波加以区分。

 

直线电机运行靠的是永磁场和电磁场之间的切向作用力，永磁体对邻近铁磁性物体具有吸引作用是客观物理存在，静态下，切向作用会有一个平衡位置，但法向作用只能靠导轨和支撑克服。从概念上讲，单边平板式永磁直线电机的法向吸力高于额定推力一个数量级，所以导轨的负荷非常重！

 

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biteng

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发表于：2010-06-10 08:21:33
7楼

我也发现关于端部效应的定义并不是很规范，我目前的理解和波恩说的差不多，认为端部效应分两种，一种是与齿槽力相对应的，一种是与端部磁场畸变有关的。对于后一种无铁芯的是存在的。

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biteng

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发表于：2010-06-10 08:25:18
8楼
关于法向吸引力的问题， 我不明白的是，永磁铁的排列是N极、S极、N极、S极交替的，那么一极吸引另一极就是排斥阿，怎么能是吸力呢？
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波恩

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发表于：2010-06-10 08:55:50
9楼

磁极排列的N、S交替与法向吸力的存在不矛盾吧？！

看来楼主小时候没好好玩过吸铁石，同性相吸，异性相斥是指永磁体之间的行为，当永磁体遇到软磁体时，永磁体总是趋于吸引软磁体，而且具体越近，吸力越强，这就是“单边平板式永磁直线电机”永磁磁极和初级铁心之间之所以存在“法向吸力”的原因了。

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biteng

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发表于：2010-06-10 09:07:51
10楼

呵呵 明白了，一直就对物理方面的东西不是很感冒，结果现在还从事这方面的研究，唉 真是头疼！

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