【摘 要】
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轨道交通运输系统不仅能有效促进城市经济和社会生态环境的和谐健康发展,也早已广泛渗透并应用到了人们的日常生活和工作的各个领域,与人们日常生活状况的改善息息相关,因此在现代城市中建设一套绿色、智能化的轨道交通运输系统必将在未来发展中具有巨大的潜力。本文在初级型永磁直线电机的基础上,运用磁场调制原理提出了一种新型结构的初级永磁磁场调制型直线电机（Primary Permanent Magnet Fiel
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轨道交通运输系统不仅能有效促进城市经济和社会生态环境的和谐健康发展,也早已广泛渗透并应用到了人们的日常生活和工作的各个领域,与人们日常生活状况的改善息息相关,因此在现代城市中建设一套绿色、智能化的轨道交通运输系统必将在未来发展中具有巨大的潜力。本文在初级型永磁直线电机的基础上,运用磁场调制原理提出了一种新型结构的初级永磁磁场调制型直线电机（Primary Permanent Magnet Field Modulated Linear Motor,PPMFMLM）。充分利用了磁场调制理论的优势,改善了直线电机在长距离的运输条件下机电能量转换效率不高、推力不足以及经济性不高等问题,对于进一步开发和研究直线电机在长距离的轨道交通中的应用具有一定的实用价值。通过有限元仿真分析,对PPMFMLM的电磁特性和温度场分布情况进行研究,为PPMFMLM进一步在轨道交通领域的应用奠定了理论基础。本文研究的工作主要包括以下几个方面:（1）提出了一种在次级中具有磁障式结构的PPMFMLM,基于等效磁路法以及磁齿轮效应深入研究和分析了该电机的运行机理。（2）对电机进行电磁场分析与计算,对PPMFMLM的功率方程和电磁推力方程进行解析计算,确定PPMFMLM的电磁设计方案,并借助有限元分析法对PPMFMLM的主要参数进行了优化,为提升电机性能的相关问题提供了思路。（3）使用2D有限元法对PPMFMLM的静态特性进行分析,分析了PPMFMLM的磁场分布情况,得到了电机的空载感应电势、电磁推力等运行特性。（4）根据PPMFMLM结构的特点以及传热学的基本理论,建立了该电机温度场的有限元计算3D模型并确定了电机的边界条件,确定了电机中主要材料的导热系数并通过解析计算得到了电机各个表面的对流换热系数以及主要结构的损耗分布。借助温度场的有限元分析,确定了电机各个时间点的温度分布规律。采用风机冷却系统等措施来抑制电机温升。本文为该类型电机的电磁特性和温度场分析提供了一定的借鉴意义和参考价值。
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