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隨著我國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定增長(zhǎng)，城鎮(zhèn)化比率不斷提高，不僅促進(jìn)了商業(yè)地產(chǎn)的發(fā)展，還帶動(dòng)了城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。為了展示城市形象，節(jié)約用地，通常選擇大規(guī)模建設(shè)超高層建筑，電梯作為現(xiàn)代建筑內(nèi)必不可少的設(shè)備得到了快速發(fā)展。盡管目前市場(chǎng)上電梯品種繁多，但絕大多數(shù)仍采用電力拖動(dòng)、鋼絲繩曳引式結(jié)構(gòu)。然而，隨著現(xiàn)代建筑物高度的不斷增加，曳引驅(qū)動(dòng)方式的弊端逐漸暴露出來(lái)，作為一種全新的電梯驅(qū)動(dòng)方式，直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者和行業(yè)界的廣泛關(guān)注。初級(jí)永磁型直線電機(jī)是一種新型的永磁直線電機(jī)，由于價(jià)格昂貴的永磁體和電樞繞組均放置在短初級(jí)上，而長(zhǎng)次級(jí)僅由導(dǎo)磁材料構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。因此，該類電機(jī)不僅具有永磁同步直線電機(jī)高功率密度以及高效率的優(yōu)點(diǎn)，而且具有開(kāi)關(guān)磁阻直線電機(jī)次級(jí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、低成本等優(yōu)勢(shì)，可為長(zhǎng)距離驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供一種高效率、低成本的驅(qū)動(dòng)方案，具有非常好的應(yīng)用前景。基于此，本文提出了一種雙邊初級(jí)永磁型游標(biāo)直線（Double-sided Linear Primary Permanent Magnet Vernier, DSLPPMV）電機(jī)，該電機(jī)基于磁齒輪原理運(yùn)行，具有低速、大推力特性，非常適合類似于電梯驅(qū)動(dòng)、軌道交通等長(zhǎng)行程工況。
本文的內(nèi)容主要包括以下幾點(diǎn)：
1.提出了一種適用于電梯驅(qū)動(dòng)的DSLPPMV電機(jī)，對(duì)其基本結(jié)構(gòu)及繞組連接進(jìn)行了描述，并基于等效磁路法以及磁齒輪效應(yīng)分析了該電機(jī)的工作原理，揭示了該電機(jī)低速、大推力的本質(zhì)。
2.基于等效磁路法分析了DSLPPMV電機(jī)一些重要參數(shù)的選取原則，如永磁體厚度、次級(jí)齒寬、齒高等參數(shù)，并用有限元法對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，折中選取了最優(yōu)值；其次對(duì)比了電樞電流和溫升對(duì)兩種不同永磁材料性能參數(shù)的影響，證明了所選永磁材料的合理性；最后將電機(jī)系列參數(shù)進(jìn)行了匯總。
3.使用2D有限元法對(duì)DSLPPMV電機(jī)的靜態(tài)特性進(jìn)行了分析，包括電機(jī)的定位力、空載磁鏈、空載感應(yīng)電勢(shì)以及電磁推力等，并對(duì)比分析了DSLPPMV電機(jī)的飽和電感和不飽和電感。
4.對(duì)DSLPPMV電機(jī)的損耗進(jìn)行了分析，包括鐵耗、永磁體渦流損耗以及銅耗，其中對(duì)鐵耗即鐵心渦流損耗和磁滯損耗的計(jì)算進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，并建立了使用有限元法計(jì)算該類電機(jī)鐵耗的一般方法。最后根據(jù)各損耗值計(jì)算了電機(jī)效率。
5.利用3D有限元法對(duì)DSLPPMV電機(jī)進(jìn)行了溫度場(chǎng)仿真，重點(diǎn)研究了散熱系數(shù)對(duì)電機(jī)溫升的影響，為電機(jī)冷卻系統(tǒng)的研究奠定了理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：電梯驅(qū)動(dòng)，永磁直線電機(jī)，初級(jí)永磁型，電機(jī)設(shè)計(jì)，損耗分析，溫度場(chǎng)