寇宝泉，哈尔滨工业大学教授，博士生导师，工学博士，IEEE会员，中国电工技能学会高等会员。获2005年度教诲部技能发明一等奖1项，获2006年度国家技能发明二等奖1项，获第六届国际发明展览会银奖2项，获第十九届全国发明展览会银奖1项，获2014年度教诲部技能发明二等奖1项。2008年入选教诲部“新世纪精良人才支持操持”。致力于直线电机与平面电机系统技能、分布式能源发电及能量存储技能、磁悬浮及电磁推进技能的研究。近年来获授权国家发明专利130余项。
本文针对传统的4极6槽双边对称长低级永磁直线同步电机，在担保电磁推力大小的情形下，提出了一种采取双边错位来降落永磁体涡流损耗的有效方法。先容了电机的基本构造，阐明双边错位构造可以完备肃清偶数次电枢谐波磁动势，进而能大幅度降落次级永磁体涡流损耗。
20世纪90年代以来，电力电子技能的发展日趋成熟，用于电磁推进系统的直线电机逐渐成为研究的热点。双边长低级分数槽集中绕组永磁直线同步电机非常适用于高速、高加速度场合。
但是分数槽集中绕组的电枢磁动势谐波含量比较大，特殊是高速场合，这些谐波磁动势相对付次级高速运动，进而在永磁体内感应出涡流，使得永磁体温度升高，乃至引起退磁。因此，研究有效降落次级涡流损耗的方法具有很重大的意义。
论文方法及创新点图1为传统4极6槽DSSLP-PMLSM的基本构造。图2为提出的双边DSDLP-PMLSM的基本构造。
图1 DSSLP-PMLSM基本构造
图2 DSDLP-PMLSM基本构造
电机紧张由低级和次级两部分组成，低级包括低级铁心和两套低级绕组，次级包括基板和永磁体。双边低级形成串联磁路，两套绕组对应相串联连接。
比较于传统对称构造，DSDLP-PMLSM的紧张特点：①低级宽即是槽宽，双边铁心一侧的齿与另一侧的槽相对；②两套绕组不是对称支配，对应相之间错了一个极距，并且反向连接。
选取同互相相错位的两个单线圈为工具，剖析DSDLP-PMLSM的电枢磁动势。图3为两个线圈的磁动势谐波分布。从图可见，相互错位的两个同相线圈产生的各次谐波磁动势有所差异，1、5、7次谐波磁动势分量空间分布相同，2、4次谐波磁动势分量空间分布恰好反向。
图3 磁动势谐波剖析
图4为相同工况下两种构造的电磁推力比拟曲线。从图中可知，两种构造电磁推力随韶光的变革曲线相差不大，错位构造的均匀电磁推力略小于对称构造。对称构造的均匀电磁推力为596N，错位构造的均匀电磁推力为566N，约降落了5%，错位构造对电机电磁推力的影响很小。
图4 电磁推力比拟曲线
图5为两种构造的永磁体涡流损耗比拟曲线。从图中可知，对称构造的永磁体涡流损耗均匀值为36.1W，错位构造为5.6W，降落了近84.5%。
图5 永磁体涡流损耗比拟曲线
图6为永磁体涡流损耗分布。从图中可知，对付对称构造，基板两侧的永磁体涡流呈对称分布，错位构造基板两侧的永磁体涡流损耗分布不同，错位构造可以有效地降落永磁体涡流损耗。
图6 永磁体涡流损耗分布
总结本文针对4极6槽双边对称长低级永磁直线同步电机，提出一种双边错位构造，采取双边错位的方法对电机电枢磁动势谐波进行削弱。
结果表明，双边错位构造比较于双边对称构造，电枢谐波磁动势仅存在奇数次，偶数次被完备肃清；双边错位构造对电机的定位力和电磁推力影响都很小，使永磁体涡流损耗低落了近84.5%，该构造可以在担保电磁推力的情形下有效降落永磁体涡流损耗。
引用本文寇宝泉， 葛庆稳， 张浩泉， 牛旭， 黄昌闯. 双边错位高速永磁直线同步电机的设计与剖析[J]. 电工技能学报， 2021, 36(6): 1149-1158. Kou Baoquan, Ge Qingwen, Zhang Haoquan, Niu Xu, Huang Changchuang. Design and Analysis of Double-Sided Dislocated High Speed Permanent Magnet Linear Synchronous Motors. Transactions of China Electrotechnical Society, 2021, 36(6): 1149-1158.
