混合励磁直线磁悬浮同步电动机的设计

发布时间：2022-08-08 11:36

　　本文设计一台混合励磁直线磁悬浮同步电动机,作为数控机床进给驱动装置,与传统进给方式相比具有直接悬浮、零摩擦、浮动气隙大等优点,降低了平台的制造难度,提高了系统的经济性和可靠性。对高精度,高速度的数控机床加工具有非常重要的研究意义。论文主要内容如下:（1）混合励磁直线磁悬浮同步电动机的结构设计。依据直线电机的特殊结构,推导出直线电机的基本尺寸设计公式,研究确定电机的横向和纵向长度、电机定子、极槽配合、电枢绕组以及永磁体材料和尺寸的设计,总结电动机的设计步骤,并对电机的等效磁路进行计算分析。（2）提出一种新型混合励磁直线磁悬浮同步电动机的拓扑结构。通过对现有混合励磁结构的分析,搭建不同拓扑结构的混合励磁直线磁悬浮电动机,提出一种新型结构的电动机模型;并对比分析六种不同拓扑结构电动机的气隙磁场,并对气隙磁密波形的正弦度进行分析,以及对比分析六种模型的电磁推力和悬浮力,验证新型结构的优越性。（3）混合励磁直线磁悬浮同步电动机有限元分析。通过建立和研究混合励磁直线磁悬浮电动机的二维有限元模型,得到电动机在空载状态和负载状态的磁场分布,并对气隙磁密波形的谐波含量进分析;并对比研究不同永磁体厚度、气... 

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题研究目的与意义
    1.3 混合励磁直线磁悬浮同步电动机的概述
        1.3.1 混合励磁直线磁悬浮同步电动机的研究现状
        1.3.2 混合励磁直线磁悬浮同步电动机的工作原理
    1.4 论文的主要研究内容
第2章 混合励磁直线磁悬浮同步电动机的设计
    2.1 电机主要尺寸的确定
    2.2 定子设计
    2.3 气隙长度的选择
    2.4 电机槽极配合的选择
    2.5 电枢绕组的设计
    2.6 永磁体的材料和尺寸
    2.7 HELMSM的设计步骤
    2.8 HELMSM等效磁路
    2.9 本章小结
第3章 不同拓扑下的HELMSM的对比分析
    3.1 HELMSM模型结构的介绍
    3.2 空载状态下气隙磁场的有限元计算
    3.3 负载状态下气隙磁场的有限元计算
    3.4 电磁推力和悬浮力对比分析
    3.5 本章小结
第4章 混合励磁直线磁悬浮同步电动机的有限元分析
    4.1 电动机电磁场二维有限元仿真
        4.1.1 空载状态下有限元计算
        4.1.2 负载状态下有限元计算
    4.2 电动机的电磁力与参数之间的关系
        4.2.1 永磁体厚度对悬浮力的影响
        4.2.2 气隙长度对悬浮力和电磁推力的影响
        4.2.3 励磁电流对悬浮力和电磁推力的影响
        4.2.4 电枢电流对悬浮力和电磁推力的影响
    4.3 HELMSM电磁场三维有限元仿真
    4.4 本章小结
第5章 混合励磁直线磁悬浮同步电动机的数学模型及耦合分析
    5.1 混合励磁直线磁悬浮同步电动机的数学模型
        5.1.1 进给系统数学模型
        5.1.2 悬浮系统数学模型
    5.2 进给系统和悬浮系统的耦合问题
    5.3 悬浮力的线性化处理
    5.4 混合励磁直线磁悬浮同步电动机系统的耦合分析
    5.5 本章小结
第6章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢



本文编号：3671435