电机原理与设计matlab分析进译样章.pdfVIP

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有限大时，其-i曲线就变成非线性的。这时，要求解所产生的力，要么用图形解法，要么用数值

解法。

由于磁共能是位于-i曲线下面的区域，因此，当位置x和电流i一定时，可以将式（3.66）近

似写成：

（3.72）

现在，可以用coenFe.m程序，进行如图3.34所示的由铸钢作为铁心材料，而组成的磁

路所产生的力Fd的数值运算。尽管会尽可能准确，但还是忽略了漏磁通。如果气隙闭合，则m1便

为铁磁材料磁路的长度，i和x的值已给定。对于每一给定的x值（与正常值有±1％的偏差），

程序会形成一系列-i的数组。用简单的定则可以完成式（3.72）所示的定积分，并得出Fd

的近似值。在输入d=w=0.05m,m1=0.2m,m2=0.4m,N=100匝的情况下，屏幕给出了执行程

序coenFe.m的结果如下：

如果要用程序coenFe.m来处理其他磁路，只需要在程序magckt1.m中改变磁路的数据即可。

3.8.4双激磁系统

下面讨论如图3.示，具有两个无损耗激磁线圈的线性串联磁路。只要令位置x之值为定

数，则提供给这两个激磁线圈总电能的微分，就一定与总储磁能完全相等。此外，对于该线性磁路

来说，磁共能与能量是相等的。因此，有：

（3.73）

可以忽略

的间隙

图3.38双激磁源磁路

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由于线圈的电压由式（3.27）和式（3.28）决定，因此，有：

（3.74）

将式（3.74）中的dWe值，代入式（3.73）后积分，便可得到如下磁共能的表达式：

（3.75）

式中，自感L1，L2和互感M，与位置x的函数关系是已知的。

式（3.69）具有一般性，因而能直接推广应用到有几个电流同时激磁的情况。将其运用于式（3.75），便

得到所产生的力。表示如下：

（3.76）

同理，可以用取代式（3.76）中的x，求得转动情况时的转矩。

例3.24假设在图3.示磁路中，忽略漏磁通和气隙边缘效应。如果气隙表面的面积为A，求

作用在铁块上的作用力的表达式。

解：

线性磁路的磁阻为：

基于例3.11中的结果，并运用式（3.29），可得：

根据式（3.76），可得：

3.9螺线管线圈设计

螺线管线圈通常用做对磁路进行快速线性激磁。其运行特性是在很短的时间内产生很大的作用

力。正像从例3.19的结果中可以看出的那样，该力在理论上确实与气隙长度的平方成反比。根据运

用的场合不同，其工作制可以是连续性的，也可以是间断性的。

螺线管线圈的设计程序，还没有像电机与变换器那样的统一形式。设计方法看来不外乎两种。

根据全新的几何尺寸所进行的设计是在磁路线性的基础上，在首先进行假设后的一种