小型低速永磁伺服電動(dòng)機(jī)的研究.pdf

1、隨著各行業(yè)對(duì)伺服系統(tǒng)的要求越來越高，伺服系統(tǒng)對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)的性能提出了更嚴(yán)格的要求。永磁同步電動(dòng)機(jī)利用永磁體代替轉(zhuǎn)子上的勵(lì)磁繞組，電機(jī)結(jié)構(gòu)相對(duì)更加簡單，同時(shí)也舍去了滑環(huán)和電刷，因此勵(lì)磁損耗可以忽略不計(jì)。永磁同步電動(dòng)機(jī)具有高效率、較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、高功率密度和優(yōu)良低速性能的優(yōu)點(diǎn)，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(dòng)機(jī)，由于轉(zhuǎn)速低，該系統(tǒng)對(duì)輸出轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)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(jì)，進(jìn)而針對(duì)設(shè)計(jì)的基本指標(biāo)要求提出不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)不同拼裝式定子結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行深入研究，對(duì)比均勻分塊時(shí)齒槽轉(zhuǎn)矩的波形和額定運(yùn)行的主要

3、性能參數(shù)，運(yùn)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(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩的影響;隨后對(duì)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(duì)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(shí)考慮到機(jī)械加工工藝和工程實(shí)用價(jià)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(duì)