稀土永磁直流直線電動機的優化設計
劉景林（西安微電機研究所）
蔣宗榮（西北工業大學）
李秉實（航空航天部第618研究所）
【摘要】根據稀土永磁直流直線電動機的特點，對電機電磁場分布進行了分析計算，并從場一路結合的觀點對電機采用混合罰函數法優化設計，取得了滿意的結果。
【敘詞】稀±永磁直線電動楓磁場優化／罰函數
l 引 言
目前，飛行器的主飛行控制動力由液壓系統提供。隨著余度技術的應用和發展，與電傳余度控制系統相比，傳統的液壓動力系統便有不足之處，如體 積較大、結構復雜、成本較高、污染環境等。在稀土永磁材料飛速發展的今天，可使逐步采用電傳系統取代液壓系統成為可能。
稀土永磁直流直線電機用于驅動飛機分油活門，以實現對舵面的控制，從而調整飛行姿態。由于這種電機在最終產生直線運動的狀態下無需中間轉換裝置，而直接與負載交聯，具有結構簡單、快速響應、可靠性高等特點，是較為理想的執行元件。
2 電磁場分析
2.1結構特點
電機呈圓筒狀，為徑向多極無槽有刷結構。根據對稱性，取1/4部分為研究模型，如圖所示。
2.2數學模型
由電機結構可知，磁場呈平面分布。根據麥克斯韋方程，將其對應的邊值轉化為等價的能量泛函的變分：
2.3相應邊界條件
空載時，磁場由磁鋼產生。1、2、3、4邊位于第1類邊界（見圖1）有：
5、6、7、8、9邊則位于第2類非齊次邊界。在5、6、9邊，有：
在7、8邊，有：
式中j磁鋼側面等效電流線密度
電機運行時，電流流經動子繞組，產生電樞反應磁場。對應的邊界條件為：
第1類邊界：1，2，3
第2類非齊次邊界：10，11，12在10，12邊，有：
在11邊，有：
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