圆筒型永磁直线电机磁阻力研究

发布时间：2022-08-07 23:15

　　直线电机广泛应用在直线加工的各个场合中,作为一种特殊类型的电机,它能够直接将电能转换成直线运动,而不需要滚珠丝杠等中间转换机构,相较于传统旋转电机,它具有体积小、效率高、响应快、精度高等优点。圆筒型永磁直线电机作为直线电机众多结构中的一种,它兼具直线电机和永磁电机的优点。由于它的初级铁心开有槽,会产生齿槽力;初级铁心是开断的,左右两端部的磁场会发生畸变,会产生端部力,齿槽力和端部力合称为永磁直线电机的磁阻力。永磁直线电机在运动过程中会产生较大的磁阻力,该磁阻力会使推力产生波动,会恶化电机伺服控制性能。本课题来自于国家自然科学基金项目——软磁复合材料的圆筒型永磁直线电机推力波动与材料铁耗特性研究的资助。文中主要从圆筒型永磁直线电机本体结构上来进行相关研究。针对上述提到的问题,本文设计了一台圆筒型永磁直线电机,并对其磁阻力进行了研究。主要做了以下几个方面的内容:首先,介绍了圆筒型永磁直线电机的基本结构及工作原理;基于理论分析及计算对圆筒型永磁直线电机电磁结构进行设计,确定了本课题研究的圆筒型永磁直线电机的主要结构尺寸。对圆筒型永磁直线电机磁阻力的产生机理进行了深入研究,并利用有限元法分析了... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 圆筒型永磁直线电机国内外研究现状
        1.2.1 直线电机及圆筒型永磁直线电机发展现状
        1.2.2 圆筒型永磁直线电机磁阻力研究现状
    1.3 课题主要研究内容
第2章 圆筒型永磁直线电机基本理论及设计
    2.1 圆筒型永磁直线电机的基本结构与工作原理
        2.1.1 圆筒型永磁直线电机的基本结构
        2.1.2 圆筒型永磁直线电机的基本工作原理
    2.2 圆筒型永磁直线电机的基本结构设计
        2.2.1 圆筒型永磁直线电机材料的选取
        2.2.2 槽极数的确定
        2.2.3 主要尺寸的确定
        2.2.4 气隙的选取
        2.2.5 初级绕组的设计
        2.2.6 次级结构的确定
        2.2.7 次级永磁体尺寸选取
        2.2.8 初级长度的确定
    2.3 圆筒型永磁直线电机磁路分析
    2.4 本章小结
第3章 圆筒型永磁直线电机磁阻力分析
    3.1 永磁直线电机磁阻力产生原因
    3.2 圆筒型永磁直线电机齿槽力分析
    3.3 圆筒型永磁直线电机端部力分析
    3.4 圆筒型永磁直线电机结构尺寸对磁阻力影响研究
        3.4.1 初级长度对磁阻力影响
        3.4.2 气隙长度对磁阻力影响
        3.4.3 初级铁心开槽宽度对磁阻力影响
        3.4.4 极弧系数对磁阻力影响
    3.5 本章小结
第4章 圆筒型永磁直线电机磁阻力削弱措施
    4.1 圆筒型永磁直线电机初级斜端部减小磁阻力
        4.1.1 初级斜端部圆筒型永磁直线电机结构
        4.1.2 初级斜端部减小圆筒型永磁直线电机磁阻力的原理及端部力解析
        4.1.3 初级斜端部圆筒型永磁直线电机磁阻力有限元分析验证
    4.2 圆筒型永磁直线电机初级斜槽减小磁阻力
        4.2.1 初级斜槽圆筒型永磁直线电机结构
        4.2.2 初级斜槽减小圆筒型永磁直线电机磁阻力的原理及齿槽力解析
        4.2.3 初级斜槽圆筒型永磁直线电机磁阻力有限元仿真分析
    4.3 圆筒型永磁直线电机端部附加齿减小磁阻力
        4.3.1 初级端部附加齿圆筒型永磁直线电机结构
        4.3.2 初级端部附加齿减小圆筒型永磁直线电机磁阻力的原理及端部力解析
        4.3.3 初级端部附加齿圆筒型永磁直线电机磁阻力有限元仿真分析
    4.4 本章小结
第5章 圆筒型永磁直线电机实验分析
    5.1 实验样机制作
        5.1.1 原型机制作
        5.1.2 斜端部圆筒型永磁直线电机制作
    5.2 实验样机验证
    5.3 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：3671219