二相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有限元分析及其優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、本文所研究的課題是山西省研究生優(yōu)秀創(chuàng)新項(xiàng)目“混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的優(yōu)化及其驅(qū)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)”(20113043)中的一部分?；旌鲜讲竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種實(shí)現(xiàn)高精度角度定位和控制的特種電機(jī)，以其低廉的價(jià)格、簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)、誤差不累積等特點(diǎn)而廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)生活中。混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由于其定、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的特殊性，要準(zhǔn)確的從理論上計(jì)算它的靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能是一個(gè)復(fù)雜的工程，以往的計(jì)算方法都具有一定局限性。在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)研究的初始階段，經(jīng)常采用的類比法、

2、最簡(jiǎn)線性法、氣隙比磁導(dǎo)法等由于做了大量的簡(jiǎn)化，沒有考慮混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)磁路高度非線性以及定轉(zhuǎn)子雙開槽的特點(diǎn)，因而在計(jì)算精度上誤差較大，難以滿足工程設(shè)計(jì)需要，只能做定性的分析。另一方面，目前使用的混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在性能上沒有達(dá)到最佳配比，可通過對(duì)電機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在電機(jī)成本和材料用量不增加、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理的前提下提高輸出力矩。因此，為了能夠較精確的計(jì)算混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)性能參數(shù)以及完成電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)，本文做了以下工作：
　　 1.利用F

3、ORTRAN77語(yǔ)言編寫了齒層比磁導(dǎo)法的計(jì)算程序，并對(duì)一臺(tái)樣機(jī)進(jìn)行了分析計(jì)算，得出了樣機(jī)的矩角特性、靜轉(zhuǎn)矩與電流關(guān)系曲線等靜態(tài)特性，利用插值法建立了齒層比磁導(dǎo)的磁參量數(shù)據(jù)庫(kù)為電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參數(shù)依據(jù)。
　　 2.在電磁仿真軟件Ansoft下建立了樣機(jī)的三維有限元分析模型，利用該模型計(jì)算了樣機(jī)的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了深入的分析。
　　 3.采用具有全局搜索最優(yōu)解能力的遺傳算法(GA)對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了優(yōu)化，結(jié)合