小型低速永磁伺服電動機(jī)的研究.pdf

1、隨著各行業(yè)對伺服系統(tǒng)的要求越來越高，伺服系統(tǒng)對伺服電動機(jī)的性能提出了更嚴(yán)格的要求。永磁同步電動機(jī)利用永磁體代替轉(zhuǎn)子上的勵磁繞組，電機(jī)結(jié)構(gòu)相對更加簡單，同時也舍去了滑環(huán)和電刷，因此勵磁損耗可以忽略不計。永磁同步電動機(jī)具有高效率、較小的轉(zhuǎn)動慣量、高功率密度和優(yōu)良低速性能的優(yōu)點，成為高精度伺服系統(tǒng)的主流選擇。
　　本文研究的是額定轉(zhuǎn)速為5rpm，額定轉(zhuǎn)矩為0.2Nm的伺服系統(tǒng)用永磁同步電動機(jī)，由于轉(zhuǎn)速低，該系統(tǒng)對輸出轉(zhuǎn)矩脈動系數(shù)較為敏感

2、。本文首先通過選擇電機(jī)材料和定子繞組排列方式完成電機(jī)的本體初步設(shè)計，進(jìn)而針對設(shè)計的基本指標(biāo)要求提出不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行對比研究。由于常規(guī)的一體式定子永磁同步電機(jī)不能滿足指標(biāo)要求的輸入功率值，本文提出了采用定子拼裝式永磁同步電機(jī)。在詳細(xì)對比三種不同方案的性能參數(shù)后，決定選用拼裝式定子結(jié)構(gòu)型式。針對分塊數(shù)為2的定子拼裝式永磁同步電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩峰峰值過大的現(xiàn)象，本文對不同拼裝式定子結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行深入研究，對比均勻分塊時齒槽轉(zhuǎn)矩的波形和額定運行的主要

3、性能參數(shù)，運用解析方法和有限元仿真方法共同分析定子軛部二次氣隙對齒槽轉(zhuǎn)矩的影響;隨后對不均勻分塊數(shù)為3的定子拼裝式永磁同步電機(jī)也進(jìn)行了有限元仿真分析。綜合對比不同拼裝式定子結(jié)構(gòu)型式的永磁同步電機(jī)性能參數(shù)，同時考慮到機(jī)械加工工藝和工程實用價值，確定均勻分塊數(shù)為9或18的定子拼裝式永磁同步電機(jī)為最佳選擇。在確定定子分塊數(shù)后，本文以均勻分塊數(shù)為18的12極18槽永磁同步電機(jī)為例，采用解析法與有限元法相結(jié)合的方式研究拼裝式定子在軛部的拼接形狀對