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3 仿真与分析
动圈式力马达主要结构参数如图3所示，本文将重点分析永磁体半径MR，永磁体高度MH，主气隙高度δ2，极靴厚度Ph。
以下将针对图1所示的动圈式力马达，采用Ansoft建立的仿真模型，通过改变以上结构参数，探索结构参数变化对动圈力马达静态特性的影响。
（1）相同材料条件下，永磁体的半径决定了永磁体的磁能积，也决定了整个磁通路的磁动势。因此，永磁体半径必然对动圈式力马达的输出力特性产生重要影响。图4所示，为不同半径永磁体时，动圈式力马达的位移力特性曲线。可见为了获得尽可能大的输出力特性，应该尽可能增加永磁体的半径，但永磁体半径受力马达外形尺寸限制，往往成为制约输出力特性的主要因素。
（2）图5为永磁体高度变化对力马达输出力特性的影响结果，从中可见永磁体增加，使得输出力增大，这是因为永磁体体积的增大增加了磁路的磁动势。但是应当注意，随着永磁体高度的增加，增大的不仅是磁动势，还有永磁体的磁阻，当永磁体磁阻的增加速度大于磁动势增加速度，气隙中的磁通量便不会再继续增加，输出力也将逐渐减小。因此，永磁体的厚度不是越大越好，而需要根据计算结果合理选择。
（3）主气隙高度是动圈式力马达的敏感参数，正因为气隙中存在着极化磁通分量，线圈在主气隙中运动才会产生电磁力的作用。主气隙高度越小，气隙中的磁感应强度越大，及行程范围内的极化磁场越集中。而力马达的输出力随着气隙高度的减小，则呈现先增大后减小的趋势，如图6所示。这是因为在气隙高度减小的初始阶段，随着磁通密度的增加，输出力不断增加。但随着气隙高度的进一步减小，气隙中心附近区域的导磁体已达到磁饱和状态，磁通密度无法继续增加，但线圈处于极化磁场中的长度却仍在减小，所以输出力转而减小。由此可知，在设计动圈式力马达时，控制线圈长度应该长于工作气隙高度和两倍工作行程之和，从而使控制线圈工作于整个工作气隙，使磁能得到有效利用。
