电机的磁场和动态特性分析

电机的磁场和动态特性分析

2实验验证与理论计算

2．1悬浮力特性

图9为在其他参数不变的情况下，悬浮力和重力之比与永磁体厚度的关系，随着永磁体厚度的增加悬浮增加，但是永磁体的重量也在增加。由图9可知，在其他参数不变的情况下，悬浮力和永磁体重力之比在永磁体厚度为0．008～0．01ITI时达到最大，因此永磁体最佳厚度为0．008～0．01in。

图10为在转速为50r／s，永磁体厚度为10mm条件下，悬浮力随气隙长度变化的情况(图中点划曲线为理论计算结果，V表示有限元计算结果，O表示实验测得的结果经过数据处理后得到的平均值)。由于拉／压力传感器在低量程范围内及被检测力在拉力、压力间转换时存在一定的误差，会使测量值偏小；计算过程中忽略了高次谐波等次要因素的影响，会使计算值小于实际值，实验测量结果和计算结果存在一定的差距，但三者变化趋势相同。

2．2转矩特性

本文提出的悬浮装置在产生竖直方向上的悬浮力的同时也存在水平转矩，水平转矩会造成悬浮装置和搭载车辆的连接部位产生机械扭力，危害连接处的可靠性。所以水平转矩在悬浮装置中是危害装置结构和运行稳定的无用力，应采取措施予以限制。在实际应用中，可以成对使用气隙磁场互为反向转动的装置，产生大小相等，方向相反的转矩来抵消初级水平转矩对搭载车辆的影响，但这也需要对装置的水平转矩准确估算和控制。图11为在永磁体厚度为101TIITI，不同气隙长度条件下，悬浮力随永磁体速度变化的情况。由图11可知，装置的水平转矩特性曲线形式与柱状感应电机类似，可通过对次级优化设计来改变次级电阻，选择合适的工作点，使相同悬浮力条件下的水平转矩最小。1

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