永磁-感應子式磁力絲杠的電磁特性研究.pdf

1、直線運動多采用直線電機或旋轉電機配合機械絲杠來實現(xiàn)。但直線電機的輸出力密度較低，機械絲杠的運動精度和可靠性不高。近年來，出現(xiàn)了新結構的絲杠——磁力絲杠，其將螺母和螺桿間的直接機械接觸改為磁力耦合，能夠實現(xiàn)系統(tǒng)的無接觸動力傳遞，從根本上解決了機械絲杠運動精度低和可靠性低的問題，而且配合旋轉電機能夠實現(xiàn)高力密度推力的輸出，在直線運動系統(tǒng)中有著廣泛的應用前景。
　　本文的主要研究對象為永磁式、感應子式和永磁-感應子式三種結構的磁力絲杠。

2、首先分析了永磁式磁力絲杠的結構和推力產生機理，揭示了磁力絲杠推力和轉矩的關系。采用三維有限元法研究了永磁式磁力絲杠的電磁場分布特點以及推力-位移特性，在此基礎上提出了推力和轉矩等效結構，建立了計算磁力絲杠推力的等效二維有限元模型，并驗證了等效二維模型的準確性?；诘刃ФS模型，詳細分析了永磁式磁力絲杠幾何參數對輸出推力的影響，為永磁式磁力絲杠的設計和優(yōu)化提供了依據。
　　針對永磁式磁力絲杠動、轉子相對位置不變時，輸出推力不可調節(jié)的

3、情況，本課題提出了一種感應子式磁力絲杠，動子采用勵磁繞組勵磁。采用等效二維有限元模型分析了感應子式磁力絲杠的氣隙磁場分布和推力-位移特性，計算了電磁推力-位移特性，分析了電磁推力幅值與勵磁磁勢的關系，研究表明齒槽結構的齒高和齒寬對氣隙磁場分布和電磁推力幅值的影響較大。
　　結合永磁式和感應子式磁力絲杠的特點，本課題提出了永磁-感應子式磁力絲杠，動子上既有永磁體勵磁也有電勵磁。采用二維有限元法計算了永磁-感應子式磁力絲杠的氣隙磁場分