The double-sided permanent magnet linear synchronous motor (DS-PMLSM) is widely used in the industrial field with high precision and long strokes due to simple construction, high instantaneous thrust and high controllability. However, parasitic issues, such as unavoidable manufacturing tolerances, might cause the symmetrical position deviation of primary or secondary components, which results in an asymmetrical air-gap between components, affecting the motor's electromagnetic characteristics further. In this paper, it is taken into account secondary torsional or offset conditions (the secondary component is displaced sideways from a symmetrical position), and investigates the variations of electromagnetic characteristics on the 12-solt 14-pole short-primary DS-PMLSM. Based on the finite element method (FEM), the effects of secondary torsion or offset on the air-gap flux density, the back-EMF, the detent force, the thrust force, and the normal force are investigated and compared respectively. In addition, the analytical results of the back-EMF considering lower secondary torsion are verified on a lower secondary torsional prototype. From the analytical results of electromagnetic characteristics, it is revealed that with the torsional angle or offset distance rising, the normal force and detent force in the Y-axis gradually increase, while the thrust force and the back-EMF decrease. These theoretical researches can play an important role in the operation and assembly process of the DS-PMLSM. © 2022 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by Wiley Periodicals LLC.

中文翻译：

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非对称气隙双面永磁直线同步电机电磁特性分析

双面永磁直线同步电机（DS-PMLSM）由于结构简单、瞬时推力大、可控性高等特点，被广泛应用于高精度、长行程的工业领域。然而，不可避免的制造公差等寄生问题可能会导致初级或次级元件的对称位置偏差，从而导致元件之间的气隙不对称，进一步影响电机的电磁特性。在本文中，考虑了二次扭转或偏移条件（二次分量从对称位置侧向位移），并研究了 12-solt 14-pole short-primary DS-PMLSM 的电磁特性变化。基于有限元法（FEM），分别研究和比较了二次扭转或偏移对气隙磁通密度、反电动势、制动力、推力和法向力的影响。此外，在一个低次级扭转原型上验证了考虑次级扭转的反电动势的分析结果。电磁特性分析结果表明，随着扭转角或偏移距离的增大，Y轴的法向力和制动力逐渐增大，而推力和反电动势减小。这些理论研究可以在 DS-PMLSM 的运行和装配过程中发挥重要作用。© 2022 日本电气工程师学会。由 Wiley Periodicals LLC 出版。分别对推力和法向力进行了研究和比较。此外，在一个低次级扭转原型上验证了考虑次级扭转的反电动势的分析结果。电磁特性分析结果表明，随着扭转角或偏移距离的增大，Y轴的法向力和制动力逐渐增大，而推力和反电动势减小。这些理论研究可以在 DS-PMLSM 的运行和装配过程中发挥重要作用。© 2022 日本电气工程师学会。由 Wiley Periodicals LLC 出版。分别对推力和法向力进行了研究和比较。此外，在一个低次级扭转原型上验证了考虑次级扭转的反电动势的分析结果。电磁特性分析结果表明，随着扭转角或偏移距离的增大，Y轴的法向力和制动力逐渐增大，而推力和反电动势减小。这些理论研究可以在 DS-PMLSM 的运行和装配过程中发挥重要作用。© 2022 日本电气工程师学会。由 Wiley Periodicals LLC 出版。考虑低次级扭转的反电动势的分析结果在一个低次级扭转原型上进行了验证。电磁特性分析结果表明，随着扭转角或偏移距离的增大，Y轴的法向力和制动力逐渐增大，而推力和反电动势减小。这些理论研究可以在 DS-PMLSM 的运行和装配过程中发挥重要作用。© 2022 日本电气工程师学会。由 Wiley Periodicals LLC 出版。考虑低次级扭转的反电动势的分析结果在一个低次级扭转原型上进行了验证。电磁特性分析结果表明，随着扭转角或偏移距离的增大，Y轴的法向力和制动力逐渐增大，而推力和反电动势减小。这些理论研究可以在 DS-PMLSM 的运行和装配过程中发挥重要作用。© 2022 日本电气工程师学会。由 Wiley Periodicals LLC 出版。而推力和反电动势减小。这些理论研究可以在 DS-PMLSM 的运行和装配过程中发挥重要作用。© 2022 日本电气工程师学会。由 Wiley Periodicals LLC 出版。而推力和反电动势减小。这些理论研究可以在 DS-PMLSM 的运行和装配过程中发挥重要作用。© 2022 日本电气工程师学会。由 Wiley Periodicals LLC 出版。