機(jī)床用低推力波動(dòng)永磁直線電動(dòng)機(jī)的電磁設(shè)計(jì)與性能分析.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,對(duì)數(shù)控機(jī)床的加工精度和加工速度的要求越來(lái)越高。但是傳統(tǒng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)大都是由滾珠絲杠或齒輪等組成的,傳動(dòng)機(jī)構(gòu)存在著機(jī)械剛性限制和機(jī)械傳動(dòng)間隙限制,因此機(jī)床等機(jī)構(gòu)的加工速度和加工精度受到一定程度的制約。直線電機(jī)直驅(qū)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)床后這種局面得到了改變,直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)加工部件,省去了中間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu),通過(guò)直線光柵來(lái)反饋位置信號(hào)和速度信號(hào),大幅度提高了機(jī)床的加工速度和精度。
　　永磁直線電機(jī)自身固有的推力波動(dòng)是限制驅(qū)動(dòng)精度提

2、高的制約因素。本文首先對(duì)永磁直線電機(jī)的原理進(jìn)行了分析,針對(duì)降低推力波動(dòng)對(duì)永磁直線電機(jī)進(jìn)行總體分析設(shè)計(jì),分析比較了各個(gè)形式的優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)選了表貼式永磁體結(jié)構(gòu),扁平型的定子機(jī)構(gòu),短初級(jí)長(zhǎng)次級(jí)結(jié)構(gòu),分?jǐn)?shù)槽繞組形式,定子水冷的結(jié)構(gòu)等作為電機(jī)的主體結(jié)構(gòu)。
　　然后本文結(jié)合旋轉(zhuǎn)永磁同步電機(jī)磁路計(jì)算方法和異步直線電機(jī)磁路計(jì)算方法,對(duì)永磁同步直線電機(jī)進(jìn)行了等效磁路法計(jì)算。對(duì)永磁直線電機(jī)的主要尺寸,電機(jī)的磁路,電機(jī)的額定工作特性,電機(jī)的熱負(fù)荷等進(jìn)行了

3、計(jì)算。通過(guò)這些計(jì)算得到電機(jī)初步設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)。另外采用磁場(chǎng)的有限元計(jì)算軟件ansoft對(duì)永磁直線同步電機(jī)電機(jī)的磁力線分布,電流,推力,電樞反應(yīng)等性能進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算分析。
　　最后對(duì)永磁直線電機(jī)的推力波動(dòng)進(jìn)行了分析,并通過(guò)對(duì)初級(jí)磁軛厚度,次級(jí)磁軛板厚度,氣隙長(zhǎng)度,永磁體,端部齒進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行補(bǔ)償,來(lái)抑制推力波動(dòng)。對(duì)永磁直線電機(jī)的冷卻進(jìn)行了計(jì)算分析。根據(jù)以上的設(shè)計(jì)優(yōu)化數(shù)據(jù)制作了一臺(tái)永磁直線同步電機(jī),并對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了測(cè)試,對(duì)比了測(cè)試結(jié)果,進(jìn)