永磁-感應(yīng)子式磁力絲杠的電磁特性研究.pdf

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

2、首先分析了永磁式磁力絲杠的結(jié)構(gòu)和推力產(chǎn)生機(jī)理，揭示了磁力絲杠推力和轉(zhuǎn)矩的關(guān)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(diǎn)以及推力-位移特性，在此基礎(chǔ)上提出了推力和轉(zhuǎn)矩等效結(jié)構(gòu)，建立了計(jì)算磁力絲杠推力的等效二維有限元模型，并驗(yàn)證了等效二維模型的準(zhǔn)確性?；诘刃ФS模型，詳細(xì)分析了永磁式磁力絲杠幾何參數(shù)對輸出推力的影響，為永磁式磁力絲杠的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供了依據(jù)。
　　針對永磁式磁力絲杠動、轉(zhuǎn)子相對位置不變時(shí)，輸出推力不可調(diào)節(jié)的

3、情況，本課題提出了一種感應(yīng)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(yīng)子式磁力絲杠的氣隙磁場分布和推力-位移特性，計(jì)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(guān)系，研究表明齒槽結(jié)構(gòu)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(jié)合永磁式和感應(yīng)子式磁力絲杠的特點(diǎn)，本課題提出了永磁-感應(yīng)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(jì)算了永磁-感應(yīng)子式磁力絲杠的氣隙磁場分