高檔數控機床直驅式永磁力矩電機的研究與設計.pdf

1、本課題基于“高檔數控機床與基礎制造裝備”科技重大專項，對高檔數控機床中直驅式永磁力矩電機的一些核心關鍵技術展開研究，選擇合適的電機拓撲結構，研究電機的性能參數和電機的尺寸結構與材料等參數之間的關系，并建立合適的電機解析設計模型與優(yōu)化方法，以求通過對電機的優(yōu)化設計來提高其功率密度、轉矩密度、效率和功率因數等各項性能指標，同時降低電機的成本、重量與體積等，使其達到或超過各項性能要求。
　　針對高檔數控機床中直驅式永磁力矩電機的特點以及

2、應用要求，選擇分數槽集中繞組表貼式永磁電機作為拓撲結構，對該類電機的研究與發(fā)展做了一個相對較全面的綜述；論文分析了分數槽集中繞組的特點，比較了不同極槽配合下的繞組磁動勢諧波含量和繞組系數的特征，單層繞組和雙層繞組，分數槽集中繞組與整數槽繞組也做了對比分析。建立了適用于分數槽集中繞組表貼式永磁電機的解析設計模型，明確了電機尺寸結構參數與電機性能參數之間的關系，建立了電機的尺寸公式。分析了電機的轉矩脈動的形成原因和減小轉矩脈動的思路與方法，

3、分析了短路狀態(tài)下的瞬態(tài)電流。提出了電機優(yōu)化設計的一些思路，分析了優(yōu)化設計的一些方法，從約束條件，目標參數和優(yōu)化量的選擇三個方面介紹了優(yōu)化時需要考慮的問題。分析了1000Nm力矩電機極槽配合、極數、裂比等參數對電機性能的影響，以及電機主要材料及尺寸的選擇和裂比優(yōu)化，運用有限元方法對電機進行了精確的定量分析。重點優(yōu)化了電機槽開口寬度和永磁體的極弧系數兩個重要參數，并分析了他們對電機轉矩、磁密、電感等參數的影響。計算了電機在不同工作狀況下的性