摘要：基于magnet的仿真环境，建立了直线开关磁阻电机系统的仿真模型。在此基础上对直线开关磁阻电机的基本特性进行了仿真研究，获得了对齐位置和不对齐位置的磁场分布、静态电磁参数和动态性能仿真结果，并研究了不同开通位置和关断位置对电机动态性能的影响，仿真结果可以指导直线开关磁阻电机系统的设计和开通、关断位置优化。

关键词：直线开关磁阻电机；magnet软件；二维仿真

中图分类号：tm359.4; tm352    文献标志码：a    文章编号：1001-6848(2010}04-0024-03

    直线开关磁阻电机（简称lsrm），是一种特殊的直线运动电机，与旋转式开关磁阻电机( srm)相比，它相当于沿旋转式srm圆周方向，将定、转子展开，对应转子部分为lsrm次级，对应定子部分为lsrm初级。直线开关磁阻电机是双凸极可变磁阻电机，它同时具有旋转式开关磁阻电机和直线电机的优点，随着现代电力电子技术和数字信号处理技术的发展，它受到了各国特别是工业发达国家的高度重视。本文利用magnet建立了lsrm本体模型和简单的驱动电路，对其特性进行仿真研究[3，4]。

    直线开关磁阻电机驱动系统由电机本体、功率变换器、位置传感器和控制器四部分组成。建立直线开关磁阻电机模型如图1所示，它属于长初级短次级直线电机，运动部分为次级，其中初级极数为11个，分别为s1，s2，……，si。

   

    lsrm采用开关形式供电，要实现绕组通电状态的切换，它的运行必须依赖于次级的位置信号，为三相电流提供正确的换相信息。由于magnet自带有位置开关，可以利用模拟简单的位置开关换相，为lsrm提供脲冲电流使电机正向或反方向运动。

    本文中的直线开关磁阻电机的结构参数如表l。定义初级极中心线和次级极中心线重合位置为对齐位置；定义初级极中心线和次级极间中心线重合位置为不对齐位置。当按照s₃s₆-s₂s₅-s₇s_1o-s₃s₆-----的顺序依次通电时，电机向盖轴正方向运动；当按照s₂s₅-s₁s₄-s₃s₆-s₂s₅s₇s_l0……的顺序依次通电时，电机向相反方向运动（参见图1）。

  (1)静态特性

  开关磁阻电机步距角公式：

 

式中，  为初级总长度；m为相数；n为初级极数。

    由式(1)可以计算出步距为20 mm，按照正方向的通电顺序，设开通／关断位置分别为0/20 mm，20 mm/40 mm，40 mm/60 mm……，分别加不同的电流，利用magnet软件中建立的模型，对样机仿真，可以很容易得到如图2所示的推力特性和磁链特性。

   

  (2)动态特性

  开通角和关断角是lsrm电机的重要控制参数，对电机的动态特性有着重要的影响。若改变开通角与关断角，动态特性曲线也会有明显的不同。图4为正向运动，步距为20 mm，速度恒为1m/s，额定电压为30 v电机起动时的起动相电流、推力、磁链仿真波形。

           

    (3)关断位置对推力脉动的影响

    电机在基速以上运行时，一般采用角度位置控制，