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永磁直线同步电动机(PMLSM)驱动的垂直提升系统是一种新型的无绳提升系统,它区别于传统提升系统的显著优点使其日益受到人们的重视。“直线同步电机驱动的垂直运输系统”的构想是90年代初国外学者首次提出,并开始理论和试验研究,主要应用在高层建筑电梯和矿井提升系统两个方面。但是使水平运行的机车“竖立”起来运行面临重大的理论和技术问题的挑战,这种“挑战”使得该课题成为直线电机研究领域的前沿课题。如果理论上和技术上的许多问题得到解决,那么传统的提升模式将会发生重大的变革,其理论价值和社会效益是不可估量的。永磁直线同步电机是新型无绳提升系统的核心,它不仅具有永磁电机的高效、节能的特点,且兼有直线电机作直线运动和结构简单、控制方便、无污染、低噪声等显著优点。从现有情况看,在这一系统中采用永磁直线同步电动机作为主要动力源是最好的方案之一。本文主要从以下几个方面对垂直运动永磁直线同步电动机进行分析和研究:(1)在电磁场有限元分析软件ANSOFT环境下,以所设计的垂直运动永磁直线同步电动机为对象,建立了它的磁场分析模型。利用有限元法对该电机的静态特性进行了计算,主要包括电机内磁场的分布和静态力特性的分析。得出的结论对永磁直线同步电动机的优化设计和动态特性仿真计算有指导意义。(2)在统一电机转矩公式及矢量控制思路的基础上,建立了永磁直线同步电机的坐标系及空间矢量,确定了坐标变换的公式及相应的数学模型,从而推导出永磁直线同步电机的d-q轴数学模型和推力公式。(3)针对垂直运输系统的特点,结合永磁直线同步电机的d-q轴数学模型、推力公式、机械运动方程,在SIMULINK环境下构建了垂直运动永磁直线同步电动机的仿真模型并进行了封装,使之能够方便、有效地直接与其他模块连接使用。并对该模型进行了仿真实验,表明了模型的正确性。(4)介绍了PID控制器的控制原理、参数整定的方法和空间电压矢量(SVPWM)的调制原理、调制策略的基本步骤。给出了垂直运动永磁直线同步电动机矢量控制系统各部分的仿真模型,建立了SVPWM控制策略下i_d=0垂直运动PMLSM速度、电流双闭环的矢量控制模型以及加入位置环后的模型,并对其进行了仿真。仿真结果证明了动子速度、位移具有较好的跟随性能,该矢量控制系统具有较好的动态性能,通过对仿真软件的应用也表明在进行复杂系统设计时运用仿真工具对设计进行仿真分析是行之有效的方法,可以提高系统设计效率,缩短系统设计时间,并能够较好的进行系统优化。