永磁同步电机控制电路图及讲解：初级励磁型永磁直线电机的基本结构与工作原理

初级励磁型永磁直线电机是从传统永磁直线电机衍生而来的一类新型特种电机，具有高推力密度、高效率、高精度和高可靠性等优点。在长行程直驱式直线运动领域，该类电机有其独特的性能与成本优势，具有很高的研究价值和广阔的应用前景。

图1所示为初级励磁型永磁直线电机的分类。从空间结构来看，可分为单边型、双边型和圆筒型三种结构；从励磁方式来看，主要有永磁励磁和混合励磁两种方式；从磁场分布来看，可分为纵向磁通和横向磁通。

按照永磁体在初级铁心中的相对位置，可进一步将其分为以下几种类型：①永磁体与电枢分离在初级两侧的初级分裂型永磁直线电机；② 永磁体嵌于电枢齿中的磁通切换型永磁直线电机；③永磁体贴于电枢齿面的磁通反向型和游标型永磁直线电机，若永磁体只有单极性，则可构成交替极型永磁直线电机；④永磁体嵌于初级铁心轭部的磁通偏置型永磁直线电机；⑤永磁体嵌于初级铁心槽口的槽口永磁型永磁直线电机。

图1 初级励磁型永磁直线电机分类

初级励磁型永磁直线电机拓扑结构种类繁多，但仍具有以下几个共同特点：

（1）电枢和磁极均放置于短初级侧，长次级仅由硅钢片叠成的凸极铁心构成，初、次级均为凸极结构。

（2）磁极的极对数较高，通常为槽数的一半或整数倍槽数，电枢绕组常采用端部非重叠集中绕组，且运动一个次级极距对应一个电周期。

（3）推力的产生遵循磁场调制原理，即静止的初级励磁磁场被次级铁心调制后在气隙处产生运动的行波磁场，该行波磁场与电枢磁场构成有效谐波对，从而产生推力。

本文摘编自2021年第11期《电工技术学报》，论文标题为“初级励磁型永磁直线电机研究现状与展望”，作者为浙江大学电气工程学院的沈燚明、卢琴芬。