高檔數(shù)控機床直驅(qū)式永磁力矩電機的研究與設(shè)計.pdf

1、本課題基于“高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項，對高檔數(shù)控機床中直驅(qū)式永磁力矩電機的一些核心關(guān)鍵技術(shù)展開研究，選擇合適的電機拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，研究電機的性能參數(shù)和電機的尺寸結(jié)構(gòu)與材料等參數(shù)之間的關(guān)系，并建立合適的電機解析設(shè)計模型與優(yōu)化方法，以求通過對電機的優(yōu)化設(shè)計來提高其功率密度、轉(zhuǎn)矩密度、效率和功率因數(shù)等各項性能指標(biāo)，同時降低電機的成本、重量與體積等，使其達(dá)到或超過各項性能要求。
　　針對高檔數(shù)控機床中直驅(qū)式永磁力矩電機的特點以及

2、應(yīng)用要求，選擇分?jǐn)?shù)槽集中繞組表貼式永磁電機作為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對該類電機的研究與發(fā)展做了一個相對較全面的綜述；論文分析了分?jǐn)?shù)槽集中繞組的特點，比較了不同極槽配合下的繞組磁動勢諧波含量和繞組系數(shù)的特征，單層繞組和雙層繞組，分?jǐn)?shù)槽集中繞組與整數(shù)槽繞組也做了對比分析。建立了適用于分?jǐn)?shù)槽集中繞組表貼式永磁電機的解析設(shè)計模型，明確了電機尺寸結(jié)構(gòu)參數(shù)與電機性能參數(shù)之間的關(guān)系，建立了電機的尺寸公式。分析了電機的轉(zhuǎn)矩脈動的形成原因和減小轉(zhuǎn)矩脈動的思路與方法，

3、分析了短路狀態(tài)下的瞬態(tài)電流。提出了電機優(yōu)化設(shè)計的一些思路，分析了優(yōu)化設(shè)計的一些方法，從約束條件，目標(biāo)參數(shù)和優(yōu)化量的選擇三個方面介紹了優(yōu)化時需要考慮的問題。分析了1000Nm力矩電機極槽配合、極數(shù)、裂比等參數(shù)對電機性能的影響，以及電機主要材料及尺寸的選擇和裂比優(yōu)化，運用有限元方法對電機進(jìn)行了精確的定量分析。重點優(yōu)化了電機槽開口寬度和永磁體的極弧系數(shù)兩個重要參數(shù)，并分析了他們對電機轉(zhuǎn)矩、磁密、電感等參數(shù)的影響。計算了電機在不同工作狀況下的性