[논문]Analysis and Experimental Verification of the Moving-Magnet Linear Actuator with Cylindrical Halbach and Radial Array

Jang, Seok-Myeong; Park, Jang-Young; Lee, Sung-Ho; Cho, Han-Wook; Jang, Won-Bum

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Analysis and Experimental Verification of the Moving-Magnet Linear Actuator with Cylindrical Halbach and Radial Array 원문보기

KIEE international transactions on electrical machinery and energy conversion systems, v.3B no.4, 2003년, pp.179 - 187

Jang, Seok-Myeong (Department of Electrical Engineering, Chungnam National University) , Park, Jang-Young (Department of Electrical Engineering, Chungnam National University) , Lee, Sung-Ho (LG Digital Appliance Lab.) , Cho, Han-Wook (Department of Electrical Engineering, Chungnam National University) , Jang, Won-Bum (Department of Electrical Engineering, Chungnam National University)

Abstract ▼ AI-Helper

In the machine tool industry, direct drive linear motor technology is of increasing interest as a means to achieve high acceleration and to increase reliability. This paper analyzes and compares the characteristics of the tubular linear actuator with the cylindrical Halbach and radial array, respectively. A tubular linear actuator with cylindrical Halbach array, consisting of parallel magnetized arc segments instead of ideal radial and axial magnetized rings, is manufactured. The magnetic field solutions due to the PMs and to the currents are established analytically in terms of vector potential, using the 2-D cylindrical coordinate system. Motor thrust, flux linkage and back emf are then derived. Thrust characteristics according to such design parameters as magnet height and air gap length are also given. The results are validated extensively by comparison with finite element analysis (FEA). Test results such as thrust measurements are also given to confirm the analysis.

주제어

참고문헌 (6)

S. M. Jang, S. S. Jeong, 'Armature Reaction Effect and Inductance of Moving Coil Linear Oscillatory Actuator with Unbalanced Magnetic Circuit', IEEE Trans., Magn., vol. 37, pp. 2847-2850, July 2001
J. Wang, G.. W. Jewell, and D. Howe, 'A general framework for the analysis and design of tubular linear permanent magnet machines', IEEE Trans., Magn., vol. 35, pp. 1986-2000, 1999
Nicola Bianchi, 'Analytical Computation of Magnetic Fields and Thrusts in a Tubular PM Linear Servo Motor', IEEE Trans., Magn., vol. 1, pp. 21-28, 2000
Murray R. Spiegel, John Liu, 'Mathematical Handbookof Formulas and Tables', Schaum's Outline Series, 2nd Edition, pp.152-153, 1999
Duane C. Hanselman, 'Brushless Permanent-Magnet Motor Design', McGraw-Hill, pp. 70-71, 1994
Richard E. Clark, David Howe and Geraint W. Jewell, 'The Influence of Magnetization Pattern on the Performance of a Cylindrical Moving-Magnet Linear Actuator', IEEE Trans., Magn., vol. 36, No. 5, pp. 3571-3574, Sept. 2000

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