盤(pán)式繞組旋轉(zhuǎn)式音圈電機(jī)的研究.pdf

1、音圈電機(jī)是一種結(jié)構(gòu)特殊的電磁機(jī)構(gòu)。根據(jù)其運(yùn)動(dòng)軌跡可分為直線式音圈電機(jī)和旋轉(zhuǎn)式音圈電機(jī)。由于具有響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、無(wú)齒槽效應(yīng)、定位精度高等特性，音圈電機(jī)在很多場(chǎng)合中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在航空航天領(lǐng)域，當(dāng)負(fù)載為有限轉(zhuǎn)角旋轉(zhuǎn)且對(duì)位置精度要求較高時(shí)，音圈電機(jī)已經(jīng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的力矩電機(jī)成為這類工程應(yīng)用中的主流產(chǎn)品。為了適應(yīng)某些特殊領(lǐng)域微型輕量的要求，設(shè)計(jì)時(shí)音圈電機(jī)的動(dòng)子只能在有限角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)于一些特殊的場(chǎng)合，要求旋轉(zhuǎn)部分既能連續(xù)多

2、圈旋轉(zhuǎn)進(jìn)行掃描，又能在確定目標(biāo)范圍內(nèi)進(jìn)行小范圍精密控制，所以音圈電機(jī)的動(dòng)子部分在旋轉(zhuǎn)方向上不能有機(jī)械限制?，F(xiàn)有的音圈電機(jī)結(jié)構(gòu)都不能滿足這個(gè)要求，而且目前的產(chǎn)品中都不能實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。
　　本文研制了一種特殊結(jié)構(gòu)的盤(pán)式繞組旋轉(zhuǎn)式音圈電機(jī)。首先介紹了盤(pán)式繞組旋轉(zhuǎn)式音圈電機(jī)的原理，對(duì)其結(jié)構(gòu)的特殊性進(jìn)行了分析。給出了此類電機(jī)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的結(jié)構(gòu)參數(shù)約束條件，推導(dǎo)了電機(jī)空載時(shí)的等效磁路。通過(guò)有限元軟件進(jìn)行了模型仿真與性能計(jì)算，給出了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)

3、對(duì)電機(jī)綜合性能的影響。剖析了音圈電機(jī)中：電樞反應(yīng)引起氣隙磁密畸變致使電機(jī)出力不均勻這一共性問(wèn)題。給出了不同定子底座材料時(shí)的氣隙磁密、最大力矩和重量的計(jì)算結(jié)果對(duì)比，給出不同場(chǎng)合下選用不同定子底座材料的依據(jù)。
　　當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)音圈電機(jī)中的損耗、溫度場(chǎng)計(jì)算、熱應(yīng)力及其熱變形分析較少。本文分析了盤(pán)式繞組旋轉(zhuǎn)式音圈電機(jī)在掃描工況下的電機(jī)損耗問(wèn)題，包括定子鐵心損耗、永磁體渦流損耗、盤(pán)式繞組銅耗。指出了電機(jī)溫升的主要來(lái)源，根據(jù)溫度場(chǎng)常用的熱源載