模型电机的分环电磁模型

美国劳伦斯伯克利国家实验室的Halbach教授提出了Halbach永磁阵列的概念，并在20世纪90年代被国内外研究机构相继成功应用于新一代的粒子加速器、自由电子激光装置、同步辐射装置等高能物理领域中。

国内外的专家学者提出将Halbach永磁阵列应用在磁悬浮电机中，由于磁悬浮电机无机械接触，具有无污染，噪声小，容易维护，可靠性高的优点，在交通运输，特种电机，机器人，金属加工等很多场合得到了应用。

盘式永磁Halbach悬浮装置通过轴向运动的永磁体与导体板产生相对运动，在导体板中感应出涡流，涡流磁场与永磁体相互作用实现悬浮和导向。相对于电磁式的磁悬浮更有独到之处，即结构简单，悬浮气隙大，造价低，同时并不需要复杂的闭环控制，因此将是磁悬浮发展的重要方向。

从导体板涡流分布的研究出发，在总结前人相关研究成果的基础上，完全使用解析方法，通过数学推导和分析，建立悬浮装置的分环电磁模型。采用行波磁场理论方法进行磁场分布求解，得出悬浮装置电磁部分的磁场表达式。对于横向边缘效应，将次级导体板的电导率进行修正；模压电感http://www.diangan.net.cn/进而得出考量悬浮质量的悬浮力的表达式和水平转矩的表达式；通过有限元计算和样机实验来验证解析方法的正确性。

模型电机的分环电磁模型

图1为盘式永磁Halbch悬浮装置示意图。

由于盘式Halbach阵列主要参数随半径变化，采用平均直径法计算会造成较大误差。因此本文建立基于分环计算方法的电磁模型，将盘式Hal—bach阵列沿径向等分为如图2(a)所示的n个环，将每个环沿径向剖开拉直，如图2(b)所示。将气隙磁 场的径向分布转化为横向分布，各条状结构的主要参数分别与极距相关联，采用各环的平均极距计算；假设Halbach阵列纵向长度无穷大，以避免模型纵向开断对计算结果造成影响。这样就得到一组长度、宽度高度一致的窄长直线电机结构。

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