【毕业学位论文】用于电织针设计的超薄直线电机磁路原理与关键参数分析

分类号 校 代 码 10495 号 0815133014武汉纺织大 学硕士学位论硕士学位论硕士学位论硕士学位论文文文文用于用于用于用于电织针电织针电织针电织针设计设计设计设计的超薄直线电机的超薄直线电机的超薄直线电机的超薄直线电机磁路磁路磁路磁路原理原理原理原理与关键参数分析与关键参数分析与关键参数分析与关键参数分析作者姓名：作者姓名：作者姓名：作者姓名：张楠张楠张楠张楠指导教师：指导教师：指导教师：指导教师：范良志范良志范良志范良志副教授副教授副教授副教授学科门类：学科门类：学科门类：学科门类：理学理学理学理学专专专专业：业：业：业：计算机应用技术计算机应用技术计算机应用技术计算机应用技术研究方向：研究方向：研究方向：研究方向：机械电子工程机械电子工程机械电子工程机械电子工程完成日期：完成日期：完成日期：完成日期：二零一一年三月二零一一年三月二零一一年三月二零一一年三月1E. K K K 明 ： 所呈交的 学位论文 ， 是本人在 导师的指导下 ， 独立进行 研究工作所取得 的成果 。除文中已 经注明引用的内 容外，本论文不 包含任何其他个 人或集体已经发 表或撰写过的作 品成果 。对本文的 研究作出重要贡 献的个人和集体 ， 均已在文 中以明确方式标 明 。 本人完全 意识到本声明的法律结果 由本人承担。学位论文 作者签名： 签字日期 ： 年 月 日学位论文版权使用授权书本 学位论 文作 者完 全了解武汉纺织大学武汉纺织大学武汉纺织大学武汉纺织大学有 关保留 、使 用学 位论文 的规 定。 特授权武汉纺织武汉纺织武汉纺织武汉纺织大学大学大学大学可以 将学 位论 文的全 部或 部分 内容编 入有 关数 据库进 行检 索， 并采用 影印 、缩 印或扫 描等 复制手段保 存、汇编以供查 阅和借阅。同意 学校向国家有关 部门或机构送交 论文的复印件和 磁盘。（保密的 学位论文在解密 后适用本授权说 明）学位论文 作者签名： 导师签名 ：签字日期 ： 年 月 日 签字日期 ： 年 月 日3论文题目：用 于电织针 设计 的超薄直线电机 磁路 原理 与关键参数分析专 业：计算机应用技术硕 士 生：张楠指导老师：范良志摘要 直线 电机是 一种不 需要任 何中间 转换机 构的动 力装置 ， 在诸 多领域 有着旋 转电机 无法比 拟的优 势，广 泛应用 于工业 生产生 活中。 近年来 随着 纺织工 艺水平 的不断 提高 ， 对纺织 机械的 效率 、 响应 速度 、 控制 的繁简 程度均 提出了 更高的 要求 。 本文 以国家 自然科学基 金项目 “ 针织 装备中 的直线 电机原 理 、 控制 与热设 计研究 ” 为背 景 ， 对可 以 用于 电织针 设计的 超薄直 线电机 磁路原 理与关 键参数 进行 了研究 。 苛刻 的尺寸 约束条 件 、 极高的动 态性能 指标要 求是将 直线电 机运用 于织针 机械设 计中的 关键问 题 。 论文 从传统 针织机械 的典型 织针动 态性能 指标出 发，分 析得到 了直线 电机动 子的驱 动能力 最低要 求 ， 并由此 出发进 行了直 线电机 的磁路 分析 、 结构 选型与 初步设 计 、 电枢 动子空 心平面 线圈的电感 计算。首 先 ， 论文 通过 动力学 分析得 到电机 的机电 特性基 本要求 ， 由传 统的电 机磁路 法估算到 永磁体 工作点 、 电织 针中电 流密度 、 发热 量等参 数 ， 完成 了电机 可选结 构形式 的可行性 分析。 其次 ， 在可 行性分 析的基 础上 ， 论文 确定了 电织针 用超薄 直线电 机的总 体结构 模型及典 型参数 的选择 ，即动 圈式永 磁同步 电机模 型。电 织针阵 列内部 空载磁 场的分 布 ， 采用了 分离变 量法求 解磁矢 位泊松 方程与 拉普拉 斯方程 ， 计算 得到了 电织针 平板缝 隙磁场空载 分布的 解析解 。基于 解析解 ，编制 了 算程 序，并 将对应 数值结 果与有限 元的分 析结果 进行对 比，证 明了论 文设计 方案的 可行性 与有效 性。最后 ， 论文 由有限 长直导 线磁场 空间分 布出发 ， 推导 分析了 磁场分 布数值 计算精 度与线 圈几何 尺度之 间的关 系 ， 给出 了一种 空心平 面线圈 的电感 的数值 求解方 法 ， 即直 线拟合 电感算 法 ,为进 一步的 电织针 驱动器 相关参 数的确 定 ， 提供 了分析 计算工 具 。 同时 ，该算 法也可 用于一 般平面 线圈的 电感分 析计算 ， 适用 于射频 电路 、 平面 变压器 等需要 平面线 圈电感 设计等 场合。 以上 工作内 容构成 了用于 电织针 设计的 超薄直 线电机 理论核 心 ， 为下 阶段的 工作奠定了 理论基 础 。 下一 步工作 将主要 围绕样 机的试 制 、 电机 的热设 计 、 驱动 系统的 开发及样机 的测验 展开。关键 词： 电织 针；直 线电机 ；平面 电感计 算；气 隙磁场研究 类型： 应用 研究4： K K K ：H ：m It of is m al ,m ic s m ic of um m m of m ic m e m m of m of m s s s m m m of m of At e e, F, m al m 1绪 论 背 景及 研究 意义 电 机简 介 电 机发 展历 史 实 验阶 段 应 用阶 段 商 品阶 段 外 直线 电机 技术 发展 状况 材 料及 其主 要性 能参 数 材 料简 介 材 料主 要性 能参 数 工 业简 介 电 机在 针织 工业 的应 用 主 要 研 究 内 容 102用 于 电 织 针 的 超 薄 直 线 电 机 性 能 指 标 与 结 构 选 型 电 织 针 的 永 磁 直 线 电 机 性 能 指 标 动 力 学 分 析 直 线 电 机 的 基 本 机 电 参 数 分 析 工作 点的计 算 磁 路 分 析 法 经 典 磁 路 法 的 电 机 选 型 针 中 的 电 流 密 度 针 电 机 模 型 选 择 的 可 行 性 分 析 小 结 183永 磁 直 线 电 机 模 型 参 数 选 择 及 其 空 载 磁 场 分 析 电 机 的 总 体 设 计 模 型 以 及 主 要 尺 寸 模 型 的 最 优 化 参 数 选 择 典磁 路法的 永磁体 厚度和 气隙长 度确定 体 宽度 和宽 度方 向极 距长 度的 选定 中参 数模型 的磁路 计算 布模 型的平 板缝隙 磁场解 析解 23目 平板 结构稳 定性 针 磁 场 分 布 的 对 称 性 分 析 磁场 分布的 数值计 算 函 数 的 数 值 计 算 尺 寸 对 气 隙 磁 场 的 大 小 的 影 响 气隙 磁场分 布的 析以 及参数 优化 小 结 334永 磁 直 线 电 机 空 心 平 面 线 圈 电 感 计 算 绕 组 的 绕 制 方 案 线 圈 的 电 感 计 算 长 直 导 线 的 电 感 长 细 直 小 线 段 外 磁 通 与 外 电 感 的 数 值 计 算 线 圈图 案 面 积 积 分误 差 的 有 限 长细 直 导 线 外 电感 计 算 误 差 分 析 直 线 拟 合 面 积 误 差 的 细 导 线 线 圈 电 感 数 值 计 算 误 差 分 析 形 状 误 差 引 起 的 电 感 计 算 误 差 段 直 线 的 个 数 计 算 总 数 值 误 差 内 电 感 与 导 线 位 置 对 电 感 计 算 的 影 响 平 面 空 心 线 圈 的 直 线 拟 合 电 感 算 法 小 结 435全 文 总 结 主 要 工 作 继 续 完 成 的 工 作 44致 谢 46参 考 文 献 47附 录 机是 一种将 电能直 接转换 为直线 运动机 械能、 而不需 要任何 中间转 换机构 的动力 装置 ， 在诸 多应用 领域有 着旋转 电机无 法比拟 的优势 。 它所 具有的 巨大优 势 ， 已经越来 越多引 起人们 的重视 。在纺 织、工 业驱动 、数控 加工、 办公设 备、磁 悬浮交 通 、 家庭自 动化 、 军事 装备等 领域的 应用日 益广泛 ， 特别 是随着 各种高 性能磁 性材料 的研制 成功和 新型电 子技术 的发展 ，使直 线电机 的研究 趋向微 型化、 高效化 1。我国 不仅是 一个纺 织强国 ，更加 是一个 纺织巨 人，纺 织品出 口世界 多个国 家，出 口额占 总出口 额很大 的比例 ； 但是 我国的 纺织企 业多是 劳动密 集型企 业 ， 产品 附加值 不大 ；我国 正迫切 需要加 大纺织 行业的 基础性 研究 ， 完成 纺织行 业由劳 动密集 型行业 向科技 密集 型行 业的 转变 。国 家自 然科 学基 金项 目 ： “ 针 织装 备中 的直 线电 机原 理、 控制 与热 设计研 究 （ 项目 号 ： 50805109） ” 就是 为了解 决针织 装备中 织针性 能的瓶 颈问题 而提出 的 ，研究 以直线 电机为 基础的 电织针 原理 。 其中 本文的 研究是 其核心 技术之 一 ， 本论 文的研究内 容则以 此为背 景 ， 就超 薄永磁 直线电 机的运 行原理 、 磁路 结构 、 电机 结构 、 磁场 特性进 行研究 ，为该 基金项 目的深 入理论 和进一 步应用 技术研 究奠定 了基础 。 本课 题 研究 以直线 电机为 基础的 电织针 原理 及其 在苛刻 尺寸、 性能要 求的前 提下的可行 性。为 超薄直 线电机 的研究 拓展了 理论依 据，丰 富了电 机理论 。通过 磁场分 析 ， 进一步 验证了 理论的 可行性 及正确 性 。 本课 题研究 的针织 装备中 的超薄 直线电 机在国 内尚属起 步阶段 ， 对此 类超薄 直线电 机在国 内的研 究以及 日后生 产 、 生活 中的应 用奠定 了基础。机是 一种将 电能直 接转换 成直线 运动机 械能、 而不需 要任何 中间转 换机构 的传动 装置 1。图 示了 一台旋 转电机 和一台 直线电 机的示 意图。1绪论2图 直线电机示意 图旋转电机 b)直线电机可以 把直线 电机看 成是旋 转电机 在结构 方面的 一种演 变，即 可以把 直线电 机看做 是将一 台旋转 电机沿 径向剖 开 ， 然后 沿着电 机的圆 周展开 成直线 ， 如图 最原 始的直 线电机 就是这 样由旋 转电机 演变而 来的 ； 初级 是由定 子一侧 演变而 来的 ， 次级 是由转子 一侧演 变而来 的 ； 按照 直线 电机初 级与次 级之间 的相对 长度来 分 ， 直线 电机又 可以分为 短初级 型 和短 次级 型 ； 按照 直线电 机运动 的方式 来分 ， 直线 电机又 可以 分为 动初级型 和动 次级 型； 按照初 级安放 的数量 来分， 直线电 机又可 分 为单 边型 和 双边 型 2。图 变为直线电机 的过程示意图直线 电机按 其结构 形式主 要可分 为扁平 型、圆 筒型、 圆盘型 和圆弧 型四种 类型 ， 除此之 外 ， 还 存在 一些 特殊结 构 。 扁平 型直线 电机 是目 前 应用 最 为 广泛 的电 机结构 ,也 是直线 电机中 最基本 的结构 。 同旋 转电机 相比他 们 具有 下述优 点 ： （ 1） 电机 的噪音 和振动都很 小 （ 2） 不需 要通过 中间转 换装置 就可以 得到很 低的速 度 （ 3） 力矩 与旋转 速度 可 调节 3。从原 来上来 讲，每 种旋转 电机都 有与之 相对应 的直线 电机， 按照 工作 原理 直线 电机可以 分为交 流直线 感应电 机 ( 交流 直线同 步电机 ( 直线 直流电 机 (直线 步进 (脉 冲 )电 机 ( 混合 式直 线电 机 ( ， 以上 这些 电机 又可 以细 分为 许多不同 的种类 ，这里 不做详 细介绍 。直线 电机在 工业、 农业、 军事及 其他各 种适合 直线运 动的场 合中均 取得了 广泛的 应1绪论3用， 采用直 线电机 驱动的 装置， 相对于 其他非 直线电 机驱动 的装置 ，具有 如下优 点 4：（ 1） 不需 要任 何转 换装 置， 简化 了整 个系 统， 保证 了运 行的 可靠 性、 提高 了效 率、 降低了 成本 、 易于 维护 （ 2） 不受 离心力 的作用 ， 直线 速度可 以不受 限制 （ 3） 直线 电机的运 动过 程可 以做 到无 机械 接触 ，从 而大 大减 少了 机械 耗损 （ 4） 整个 系统 噪声 很小 ，运行环 境好（ 5）所 以可以 在一些 特殊场 合中应 用（ 6）不 需要附 件冷却 装置。机的 历史最 早可追 溯到 1840年惠 斯登 （ 开始 提出和 制作了 略具雏形 但并不 成功的 直线电 机，从 那时至 今，已 有近 160年的 历史了 ；在这 100多年 里 ，直线 电机历 经了探 索实验 阶段、 开发应 用阶段 和实用 商品化 阶段 5。18401955年）从 1840年到 1955年的 116年期 间，直 线电机 从设想 到实验 再到部 分实验 性应用 ，经历 了一个 不断探 索 、 屡遭 失败的 过程 。 1890年 ， 美国 匹兹堡 市市长 明确地 提出了 直线电 机 以 及将 直 线 电 机 应用 在 织 布 机 的梭 子 上 的 专 利， 虽 然 在 经 过科 学 家 们 断 断续 续 20多年 的顽强 努力之 后 ， 该项 目最终 未能获 得成功 ； 但是 为了获 得电梭 子应用 科学家 们巧妙构 思了许 多各种 形式的 直线电 机 ， 却为 后来将 它们应 用到其 它场合 奠定了 基础 ， 例如电磁 炮的研 制和高 速列车 的推动 等 。 从 1840年到 1930年前 后 ， 这一 时期是 直线电 机正处于 孕育和 萌芽的 阶段 。 这个 阶段 ， 虽然 人们又 许多好 的设想 ， 从理 论上也 做了许 多探讨 ， 但由 于没有 从实验 上去论 证这一 切理论 ， 以至 于有不 少直线 电机方 面的机 理尚没 有真正 搞清楚 ，许多 好的设 想却没 能付诸 实施。 从 1930年到 1940年期 间，直 线电机 进入了 实验研 究阶段 。在这 个阶段 中科研 人员致力 于电机 理论以 及实验 工作 ， 并获 取了大 量的实 验数据 ， 对已 有理论 有了更 深一层 的认识 ，从而 奠定了 直线电 机在今 后的应 用基础 。1840年到 1955年是 直线电 机探索 实验和 部分实 验应用 阶段 6， 由于 旋转电 机在成 本和效 率方面 都比直 线电机 略胜一 筹 ， 而在 这一时 期直线 电机的 设计方 面并没 有突破 性的进展 ，进而 导致在 这一阶 段直线 电机没 能得到 广泛的 应用。19561970年）自 1955年以 来，直 线电机 迎来了 自己的 “ 文艺 复兴时 期 ” 。特 别是该 时期的 控制技术和 材料的 惊人发 展 ， 更加 助长了 这种势 头 。 在这 段时期 中 ， 由于 控制技 术和材 料的发展以 及前些 年理论 探讨和 实验研 究工作 的技术 储备直 线电机 技术得 到了迅 猛的发 展 ， 申请直 线电机 专利的 件数也 开始急 速增加 ， 直线 电机专 利的增 长率超 过了所 有其他 技术领域的 平均增 长率。1绪论41962年 计 了作为 铁磁谐 振器的 单相直 线电机 。 1965年以 后 ， 应用直 线电机 的使用 设备被 逐步开 发出来 ， 如 自动 绘图仪 、 电唱 机 、 空气 压缩机等 。 1966年 莱 斯 维 特 出 版 了 系 统 介 绍 直 线 电 机 的 专 著 ， 将直 线电机 研究推 动到一 个新的 高度， 作出了 开创性 的贡献 。1971年至今）从 1971年至 今 ， 直线 电机进 入了独 立应用 阶段 。 在这 个时期 ， 各类 直线电 机的应 用得到 了迅速 的推广 ， 生产 了许多 具有实 用价值 的产品 。 科研 人员通 过对直 线电机 在历史发展 中多次 起落的 分析 ， 终于 找到了 一条适 合直线 电机自 身发展 的独特 道路 ， 直线 电机的开 发和应 用趋向 成熟 。 在这 一时期 ， 直线 电机广 泛应用 于磁悬 浮列车 、 磁头 定位装 置 、电子 缝纫机 、 直线 电机冲 压机等 。 直线 电机在 满足人 类需求 的过程 中自身 也得到 了巨大的发 展 7。随着 直线电 机的迅 速发展 ，直线 电机技 术也越 来越得 到世界 各国的 重视， 直线电 机人才 变的炙 手可热 ， 对直 线电机 人才的 需求也 极具增 加 。 在许 多国家 的大学 里都开 设了直线 电机这 门课 ， 许多 国家纷 纷建立 了自己 的直线 电机研 究室 。 目前 ， 世界 各地的 许多国家 、企业 和个人 也纷纷 加入直 线电机 的研究 和开发 的大军 中。，直 线电机 发展十 分迅速 ，在国 外相继 出现了 许多直 线电机 研究室 和研究 人员 。 国际 上许多 电气企 业均在 研究和 开发相 关产品 ， 如美 国的西 屋公司 ， 日本 三井精 机公司 、 松下 公司和 德国的 西门子 公司等 。 随着 各种技 术的进 步和研 究的展 开 ， 诸多 高质量的 直线电 机产品 和科研 成果纷 纷出现 。美 国的 司是 世 界上 著 名的 工 业运 动 控制 厂 家， 他 采用 美 国 的高 速卧式 加工中 心 心 ， 其最 大进给 速度为 m 加速 度a=1996年 日本 电 火花机 上采用 直线 电机 ， 并且 自行研 制了专 用的直 线电机及 其配套 1999年投 放市场 采用 了直线 电机的 电火花 机 ， 该机 器可将 轴的运 动速度 提高到 36m /m 最 大加速 度达到 国 用 自己 的 芯片 键合 设备 。澳 大利 亚的 采 用 的 直线 电机 驱动 2200am p+ 型 多芯片键 合设备 。 在军 事上直 线电机 也有自 己的一 席之地 。目前 把直线 电机用 作弹射 装置发 射导弹 、飞机 已经成 为被越 来越多 的国家 所重视 。 英国 皇家飞 机制造 公司利 用直线 电机制 造的导弹发 射装置 速度可 达 1600h ； 美国 海军研 制的 射器 ， 以取 代航母 上传1绪论5统的 蒸汽弹 射装置 。 随着 信息技 术和自 动化技 术的广 泛应用 ， 直线 电机技 术在该 领域也 得 到了 广泛 应用 。在计 算机硬 盘装置 中 ， 直线 电机 广泛 应用于 磁盘的 精确定 位装置 ， 从而 提高了 存取效 率 。此外 直线电 机在打 印机复 印机应 用中也 取得 了 高 分辨 率和 高 停止 精度 、 高 加速 度特性 的效果 。 在 我 国 从 20世 纪 70年 代 初 才 开 始 进 行 对 直 线 电 机的 研 究 和 应 用 ， 发 展 起 步较 晚 。1972年 ， 浙江 大学首 先翻译 了 一本 直线 感应电 动机 译文 集 ， 这是 当时国 内唯一 见到的一 本有关 直线电 机的中 文出版 书籍 。 此后 ， 中科 院电工 所 、 上海 大学等 研究 机构 又 相继 翻 译 了 一 些 直 线 电 机 的 书 籍 并 出 版 。 国 内 目 前 对 直 线 电 机 进 行 研 究 的 单 位 也 越 来 越多 ， 主要 有浙江 大学 、 中科 院电工 所 、 西安 交通大 学 、 上海 大学 、 太原 工业大 学 、 焦作矿业 学院 等 。 在这 期间许 多直线 电机应 用的产 品也相 继问世 ， 许多 产品 在社会 上得到 了推广 应用 8。在国 内 直线 电机中 浙江大 学 首先 成立 了直线 电机研 究所， 并 取得 了许多 成果。 浙江大学 研制的 直线电 机驱动 的冲压 机 ， 使冲 压机从 结构 、 性能 、 体积 等各方 面得到 了飞跃性的 发展 9。 焦作 工学院 建成 了 永磁 直线同 步电动 机矿井 提升系 统试验 模型， 在国 内首次 实现 了将电 机竖立 起来做 垂直运 动的设 想 。 沈阳 工业大 学 主要 研究 永磁 直线同 步电机和 电机 的控制 方式及 伺服系 统 ， 发表 了多篇 论文与 专著 ， 并制 造了推 力为 100 。清华 大学精 密仪器 与机械 学系制 造工程 研究所 研制了 高频响 直流直 线电机 、 长行 程永磁直 线伺 服单 元 等 项目 。 广 东工 业大 学成 立了 “ 超 高速 加工 与机 床研 究室 ” ， 重 点 研 究 直线感 应电机 ，研 制 和开 发 “ 超高 速电主 轴 ” 和 “ 直线 电机高 速进给 单元 ” 。 1990年西 北工业 大学开 发了 用永 磁同步 电机， 相对于 同功率 的三相 感应电 机来说 ， 其效率 提高了 5%， 节电 率提高 了 10%， 具有 显著的 节能效 果 。 2002年底 ， 时速 高达 432海 磁悬列 车试通 成功 。 这些 都表明 我国 的直 线电机 应用研 究已经 起步 ， 并且 取得 了快速 的发展 。 与此 同时 ， 我们 必须认 识到我 国的直 线电机 技术与 国外 相比还 存在很 大的差距 。 总的 来说， 永磁 直线电 机 在国 外已进 入工业 应用阶 段。但 国内直 线电机 的研究 和应用尚 处于起 步阶段 ， 大多 数研究 停留在 仿真和 试验阶 段 ， 试验 数据非 常有限 ， 缺乏 对比资料 和生产 经验， 与国外 相比差 距很大 。料按 照磁性 能的不 同可分 为逆磁 性材料 、顺磁 性材料 、反铁 磁材料 、亚铁 磁材料 、 铁磁 材料五 种 。 亚铁 磁材料 和铁磁 材料具 有很强 的磁性 ， 属于 强磁性 材料 ， 通过1绪论6称为 铁磁材 料 。 铁磁 材料又 可分为 软磁材 料 、 永磁 材料 、 其他 磁功能 材料三 类 。 本文 的研究 对象主 要涉及 到永磁 材料 。 永磁 材料是 具有高 剩磁 、 高矫 顽力的 才行材 料 ， 一经 充磁， 就可以 为外部 磁路提 供稳定 的磁场 ，通常 可以代 替电磁 装置中 的励磁 绕组 10。1）磁 滞回线在铁 磁材料 中磁场 强度 应强 度 十分 复杂 ， 落后 于 ，我们 通常把 这种现 象称为 磁滞， 用磁滞 回线描 述。 （ 2） 退磁 曲线及 内禀退 磁曲线磁滞 回线的 第二象 限部分 可以用 来描述 永磁材 料的特 性 ， 被称 为退磁 曲线 。 用来 描述内禀磁 感应强 度与磁 场强度 关系的 曲线 )( 称为 内禀退 磁曲线 。(3)剩磁 密度、 矫顽力 及内禀 矫顽力经常 观察永 磁材料 的退磁 曲线可 知 ， 当磁 场强度 ， 磁感 应强度 是一个 比较大的 值 ， 通常 称为剩 余磁感 应强度 或剩磁 密度 ， 用 单位 为 T。 当磁 感应强 度为零时 ， 磁场 强度 为矫 顽力 ， 单位 为 A/m 。 当内 禀磁感 应强度 的 磁场 强度 称为 内禀 矫顽 力， 用， 单位 为 A/m 。 内禀 矫顽 力更 能表 征材 料保持 磁化状 态的能 力。(4)最大 磁能积永磁 材料是 工作在 去磁状 态下的 ， 退磁 曲线上 任何一 点代表 一个磁 状态 ， 该点 的乘积 表示该 磁状态 下永磁 体所具 有的磁 场能量 密度， 称为磁 能积。 在退磁 曲线某 一点 ，该点 的磁场 强度和 磁感应 强度的 乘积为 最大值 ，则成 为最大 磁能积 ，用m 示 。(5)居里 温度磁性 材料存 在一个 临界温 度点， 如果温 度高于 这个临 界温度 磁性材 料的磁 性剧烈 的衰减 甚至消 失 ， 人们 通常把 这个稳 定点成 为居里 温度 。 实际 上 ， 居里 温度是 将铁磁 体转化为 顺磁体 的温度 。由于 居里温 度的存 在，在 磁路的 设计、 电机的 冷却及 散热设 计中 ，要 充分 考 虑居 里 温度 的 影响 。 将永 磁 材料 加 热到 一 定温 度 保持 1000小 时， 然 后冷 却 到室温 ， 其开 路磁通 不可逆 损失小 于 5%的最 高保温 温度 ， 称为 该永磁 材料的 最高工 作温度 。(6)退磁 曲线的 拐点铁 氧 体 退 磁 曲 线 上 半 部 分 为 直 线 ， 永 磁 材 料 的 退 磁 曲 线 在 室 温 下 为 直线 ， 但稳 定升高 到一定 程度就 出现弯 曲 。 退磁 曲线上 明显发 生弯曲 的点成 为拐点 。 通常在永 磁体工 作点设 计的过 程中， 需要把 工作点 设计在 拐点之 上。业 （ 是利 用织针 将纱线 弯曲成 线圈 ， 然后 将线圈 相互串 套和连 接而成 为 针 织物 （ 的 一 门纺 织 加 工 技 术。 根 据 工 艺 特点 不 同 ， 织 针生 产 可 分为纬 编 (经 编 (大 类 。 针织 机也相 应的分 为纬编 针织机 和经编针 织机两 大类 。 纬编 针织机 主要有 各种圆 纬机 、 横机 等 ； 经编 针织机 主要有 各种高 速经编 机 、 贾卡 经编机 、 花边 机 、 缝纫 机等 。 在纬 编成圈 过程中 ， 纱线 顺序垫 放在纬 编针织机 的工作 织针上 ，形成 一个线 圈横列 ，纱线 纬向编 织成纬 编针织 物，如 果 在经 编成圈 的过程 中，一 组或机 组平行 排列的 纱线于 经向喂 入经编 针织机 的工作 针上 ，同时 进行成 圈儿形 成的经 编针织 物，如 图 两者 的编织 方法不 同，因 此在结 构形状 和特性 方面也 有一些 差异 。 纬编 针织物 手感柔 软 、 延伸 性好 ， 但织 物尺寸 稳定性 较差； 经编针 织物尺 寸稳定 性较好 ，但延 伸性、 手感较 差。图 图 现代 针织工 业是由 早期的 手工编 织演变 而来的 。早期 的手工 编制时 用竹制 的棒针 或钩针 将纱线 编结成 一个个 互相串 套的线 圈 ， 最后 形成针 织物 。 世界 上第一 台针织 机是由英国 人威廉 李于 1589年发 明的 。 从这 时起 ， 针织 机械在 400余年 里 ， 经历 了从无 到有 、从简 单到复 杂的缓 慢发展 过程。 20世纪 50年代 以来， 针织工 业在世 界范围 迅猛发 展，主 要 表 现 在 针 织 设 备 的 不 断 进 步 新 原 料 的 不 断 研 制 印 染 后 整 理 新 技 术 的 应 用 针织 物产量 品种的 增加。 我国 的针织 业是我 国纺织 行业中 起步较 晚、基 础较差 的一个 行业。 新中国 成立后 ，1绪论8随着 人民生 活水平 的不断 提高 ， 城乡 市场针 织品消 费量迅 速增加 ， 为针 织工业 的发展 开辟了 广阔的 天地。 针织行 业在我 国分布 广泛、 种类繁 多，并 且有着 迅猛的 发展势 头 。 但是 与 国 际 先 进 水 平 相 比 还 有 相 当 大 的 差 距 。 我 国 针 织 企 业 正 面 临 一 场 加 速 行 业 结 构 调整、 提高科 技含量 、调整 产品结 构、不 断开拓 国内外 市场许 多方面 的挑战 。 大 学 张 森 林 提 出 在 电 子 提 花 机 中 采 用 双 边 型 永 磁 无 刷 直 流 直 线 电 机 设 计 方 案11， 如图 其特 点在于 采用动 圈式结 构设计 ， 用轻 质工程 塑料代 替中间 线圈既动子 ， 再在 外表面 绕上多 层绕组 构成电 枢 ， 在设 计思想 上与本 文所提 出的技 术路线 非常相似 。 但是 在磁路 设计上 ， 由于 磁体同 向磁极 面对面 布置互 相抵消 ， 厚度 方向空 间又极为狭 窄 ， 载流 导线位 置上的 磁感应 强度实 际上不 可能很 大 ， 在电 机原理 上存在 有一定 缺陷 。美 国 12 要采 用电 化学 蚀刻 工艺 制造 了两种定 子电枢 形式的 超薄直 线电机 ， 既回 形线路 定子电 枢与蛇 形线路 定子电 枢 。 工艺 上均通过 蚀刻 、 电镀 和扩散 焊接绑 定的方 法 ， 在硅 片上布 置出电 机电枢 线路 ； 在磁 体选择 上 ，采用 了 5m m 直径 纽扣磁 铁或采 用 在硅 片上加 工出容 纳有磁 体材料 的空腔粘结 末成 型 。 文献 15于 矢量磁 位或标 量磁位 法 ， 研究 了旋转 永磁电 机或 动 磁式 永 磁直 线 电机 内 的空 载