稀土永磁直流直线电动机的优化设计
刘景林（西安微电机研究所）
蒋宗荣（西北工业大学）
李秉实（航空航天部第618研究所）
【摘要】根据稀土永磁直流直线电动机的特点，对电机电磁场分布进行了分析计算，并从场一路结合的观点对电机采用混合罚函数法优化设计，取得了满意的结果。
【叙词】稀±永磁直线电动枫磁场优化／罚函数
l 引 言
目前，飞行器的主飞行控制动力由液压系统提供。随着余度技术的应用和发展，与电传余度控制系统相比，传统的液压动力系统便有不足之处，如体 积较大、结构复杂、成本较高、污染环境等。在稀土永磁材料飞速发展的今天，可使逐步采用电传系统取代液压系统成为可能。
稀土永磁直流直线电机用于驱动飞机分油活门，以实现对舵面的控制，从而调整飞行姿态。由于这种电机在最终产生直线运动的状态下无需中间转换装置，而直接与负载交联，具有结构简单、快速响应、可靠性高等特点，是较为理想的执行元件。
2 电磁场分析
2.1结构特点
电机呈圆筒状，为径向多极无槽有刷结构。根据对称性，取1/4部分为研究模型，如图所示。
2.2数学模型
由电机结构可知，磁场呈平面分布。根据麦克斯韦方程，将其对应的边值转化为等价的能量泛函的变分：
2.3相应边界条件
空载时，磁场由磁钢产生。1、2、3、4边位于第1类边界（见图1）有：
5、6、7、8、9边则位于第2类非齐次边界。在5、6、9边，有：
在7、8边，有：
式中j磁钢侧面等效电流线密度
电机运行时，电流流经动子绕组，产生电枢反应磁场。对应的边界条件为：
第1类边界：1，2，3
第2类非齐次边界：10，11，12在10，12边，有：
在11边，有：
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