[发明专利]一种直线振荡电机的等效磁路建模方法

说明书

本发明提供了一种直线振荡电机的等效磁路建模方法，本发明对直线振荡电机的作用力进行线性化处理，建立了直线振荡电机电压和动力学模型，基于基础等效磁路模型，对直线振荡电机的绕路电感、推力、反电动势表达式进行求解，建立了直线振动电机的动力学模型。

技术领域

本发明涉及直线振荡电机建模技术领域，具体涉及一种直线振荡电机的等效磁路建模方法。

背景技术

控制工程与系统仿真技术在近些年得到了快速的发展，九十年代，我国对新的先进仿真技术开展了研究，包括联网仿真、分布交互仿真、虚拟现实仿真、基于仿真的设计、虚拟样机、定量和定性相结合的仿真、建模与仿真的重用和互操作性以及分布虚拟环境等项目。仿真技术在电机学领域的应用，即利用计算机技术将电机设备及其系统的运行状况编成数学模型，制作成软件，进行仿真操作、故障判断及排除的现代化模拟技术。对于直线振荡压缩机电机控制系统的数学模型的研究就是其中的一个发展较快的方面。

从对国内外直线振荡压缩机仿真的研究中可以看出，国外在将直线电机用于制冷技术理论基础方面的研究较为成熟，并已经将其运用到实际生产和培训中，但是，从未有将直线电机技术应用于压缩机中；而国内在这方面的研究还主要集中在直线振荡电机自身结构方面的研究，并且在实际工程应用中的很少。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明针对直线振荡电机的特点，研究发明用于压缩机专用的直线电机模型，从技术角度而言，本发明具有很高的开发价值。

一种直线振荡电机的等效磁路建模方法，包括如下步骤，

S1：对直线振荡电机的作用力进行线性化处理，建立直线振荡电机电压和动力学模型；

S2：基于基础等效磁路模型，对直线振荡电机的绕路电感、推力、反电动势表达式进行求解；

S3：分别对动子所受到的电磁力、弹簧力、摩擦力和气体力的线性化分析，建立直线振动电机的动力学模型，

S4：当动子在电磁力和弹簧力的共同作用下做往复直线运动，假设定子铁芯磁导率为无穷大，忽略漏磁，同时忽略永磁体的磁滞损耗、涡流损耗及温度对铁磁材料的影响，则，

激磁磁动势F_a

F_a＝Ni (1)

永磁体等效磁动势F_m

F_m1＝F_m2＝H_cd_m (2)

其中：H_c为永磁体的矫顽力；

在电机做往复直线运动时，单对磁极下的气隙磁阻R_x和永磁体磁阻R_mx随着动子运动而变化，以平衡位置作为起点，动子在运动的过程中位移为x，则：

气隙磁阻R_x

永磁体磁阻R_mx：

其中：μ₀为真空磁导率，μ_r为永磁体的相对磁导率，g为气隙厚度；

假设绕组线圈产生的有效磁通为φ，相邻磁铁通过的有效磁通分别为φ₁和φ₂，根据磁路的欧姆定律可得以下磁路方程：

从而可得：