考虑端部效应的电磁直线执行器解析建模方法
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山东理工大学交通与车辆工程学院

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TM359.4

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国家自然科学基金资助项目(52375105、52305265、52411540234);山东省自然科学基金项目(ZR2022YQ51、ZR2023ME177);山东省重大科技创新工程项目课题(2023CXGC010211)


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    动圈式电磁直线执行器端盖的高导磁特性会引起端部磁场畸变,从而使执行器的推力产生波动。为准确求解包含端部效应的执行器磁场分布,提出了一种伪周期法与磁矢势法结合的磁场解析建模方法。考虑到端部效应,在伪周期内向永磁体及绕组阵列两侧扩展虚拟阵列以补偿端部磁路,并以傅里叶级数的形式推导出开路及电枢反应的磁场分布解析式。在此基础上,通过洛伦兹力法推导出电磁推力的解析表达式。通过与有限元仿真对比的结果表明,忽略端盖时推力的最大误差9.08%,而考虑端部效应时推力的最大误差为3.97%,验证了所提方法的有效性;通过与实验对比的结果表明,实验的平均相对误差为3.77%,验证了所提方法的正确性。该方法能有效考虑端盖使磁场畸变的影响,为快速精确地求解电磁直线执行器电磁特性、优化结构参数及控制过程提供了理论参考。

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  • 收稿日期:2025-01-08
  • 最后修改日期:2025-02-10
  • 录用日期:2025-02-21
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