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速度擬合
永磁直線發(fā)電機在自由活塞發(fā)動機系統(tǒng)中的運動不是恒速的,而是變速運動的。為了研究發(fā)電機動子的速度變化趨勢,有限元方法的準確性與可行性,為后面兩種永磁體結構發(fā)電機變速時的模擬做準備,將對一扁平型永磁直線發(fā)電機樣機進行運動實驗,并根據實驗曲線進行速度擬合。接著根據擬合速度進行樣機的運動實驗,將結果與實驗結果對比分析。
利用ANSOFT有限元軟件對兩種圓筒型永磁直線發(fā)電機模型分別進行了有限元分析,分別從恒速與變速兩種運動狀態(tài)下對兩者的性能進行了分析比較。通過對兩種發(fā)電機的電磁性能分析可知:恒速運動時,相比矩形結構永磁體發(fā)電機,兩者效率基相同,但工形結構永磁體發(fā)電機在磁密分布、氣隙磁密、電壓波形畸變率、功率密度等多數性能指標上優(yōu)勢明顯。變速運動時,兩種結構發(fā)電機的效率基相等,但相比矩形結構電機,工形永磁體結構發(fā)電機的感應電動勢波形更好,諧波更少,整體輸出功率較高,而且較為穩(wěn)定。綜上可知,提出的新型工形永磁體結構的圓筒型直線發(fā)電機整體性能更好,更適合應用于自由活塞發(fā)動機系統(tǒng)。
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