开关磁通永磁直线电机进给系统电磁特性优化设计方法的研究

发布时间：2021-02-02 15:16

　　利用旋转电机和滚珠丝杠实现直线运动的方式,已难以满足高速和高精度的进给系统要求,而直线电机却可以很好地胜任。本文研究的开关磁通永磁直线电机具有功率密度高、次级结构简单和鲁棒性强的优点,可解决传统永磁直线电机在长行程进给系统应用中存在的材料浪费现象。但是开关磁通永磁直线电机边端效应的存在带来了推力波动大的问题。通常削弱边端效应的方法是引入辅助齿,这种方法设计复杂,时间成本高,因此研究一种简单有效的削弱边端效应的方法具有重要意义。并且传统的U型铁心由于多模块和相邻永磁体间存在的强大斥力会带来制造和装配上的困难,所以采用一种新的铁心形状设计也十分有必要。本文首先介绍了国内外文献中关于开关磁通永磁直线电机在结构优化和分析方法上的研究现状;深入研究了一种新的削弱直线电机边端效应的优化方法,该方法仅需优化端部永磁体的宽度;采用了一种有磁桥结构的初级铁心形状设计,可使得初级铁心为一个整体,解决了加工和装配上的困难;引入了磁路互补设计,削弱了三相绕组反电动势的谐波。其次,对开关磁通永磁直线电机的工作原理和平均推力方程进行了推导,计算得到了初始电机参数;建立了电机的等效磁路模型,并用有限元方法验证了不同... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：102 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

“旋转电机+滚珠丝杠”示意图

直线电机示意图

（a）沿径向剖开（b）沿圆周展开图1.3 旋转电机演变为平板型直线电机的过程图1.4 开关磁通永磁直线电机1.4 开关磁通永磁直线电机优化方法的研究现状1.4.1 结构优化的研究现状在永磁励磁式的直线电机中，电枢绕组不通电的情况下，直线电机的动子运动，依然会使电机产生呈周期性脉动的力，该力就称之为定位力，是由齿槽效应、边端效应和磁饱和因素等引起的[17-18]。直线电机中定位力的存在，会引起电机输出推力的波动。推力波动大有很多危害，不仅会使电机在运行时产生振动和噪声，而且使电机的

【参考文献】：
期刊论文
[1]直驱抽油机用圆筒型磁通切换电动机特性分析[J]. 汪旭东,位锋威,许孝卓,封海潮.  江苏大学学报(自然科学版). 2016(03)
[2]Nonlinear magnetic network models for flux-switching permanent magnet machines[J]. ZHANG Gan,HUA Wei,CHENG Ming.  Science China（Technological Sciences）. 2016(03)
[3]直线磁通切换永磁电机及驱动系统[J]. 曹瑞武,程明.  电气工程学报. 2016(01)
[4]一种基于分段定子的直线永磁磁通切换电机结构及其优化方法[J]. 郝雯娟,邓智泉.  电机与控制应用. 2015(12)
[5]混合励磁磁通切换电机定子单元结构比较[J]. 许泽刚,谢少军.  电机与控制应用. 2015(12)
[6]消弱永磁驱动器齿槽转矩的斜极优化方法[J]. 石松宁,王大志.  电工技术学报. 2015(22)
[7]一种定子齿错位的模块化直线永磁磁通切换电机[J]. 郝雯娟,邓智泉.  微特电机. 2015(11)
[8]不同结构轴向磁通永磁电机的有限元设计与对比研究（英文）[J]. 李华阳,沈建新.  电工技术学报. 2015(14)
[9]双边长初级磁通切换永磁直线电机推力波动分析及抑制[J]. 黄磊,胡敏强,刘静,余海涛,刘强.  电工技术学报. 2014(11)
[10]轴向磁通切换混合励磁电机比较[J]. 章超,陈栋.  电机与控制应用. 2014(06)

博士论文
[1]精密运动平台用永磁直线同步电机的磁场分析与电磁力研究[D]. 唐勇斌.哈尔滨工业大学 2014
[2]新型开关磁链永磁直线电机研究[D]. 蔡炯炯.浙江大学 2014
[3]永磁开关磁链直线电机研究[D]. 王灿飞.浙江大学 2012
[4]永磁同步直线电机推力波动的优化设计研究[D]. 程远雄.华中科技大学 2011
[5]高速精密永磁直线同步电机进给系统及控制技术研究[D]. 徐月同.浙江大学 2004

硕士论文
[1]大推力永磁直线同步电机电气特性研究[D]. 邱磊磊.安徽工程大学 2016
[2]永磁同步直线电机的设计及其磁阻力的优化[D]. 章达众.宁波大学 2013
[3]平板式永磁直线同步电机的设计与磁阻力的计算分析[D]. 赵刚.沈阳工业大学 2011



本文编号：3014914