機床用低推力波動永磁直線電動機的電磁設(shè)計與性能分析.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,對數(shù)控機床的加工精度和加工速度的要求越來越高。但是傳統(tǒng)傳動機構(gòu)大都是由滾珠絲杠或齒輪等組成的,傳動機構(gòu)存在著機械剛性限制和機械傳動間隙限制,因此機床等機構(gòu)的加工速度和加工精度受到一定程度的制約。直線電機直驅(qū)技術(shù)應(yīng)用到機床后這種局面得到了改變,直線電機直接驅(qū)動加工部件,省去了中間的傳動機構(gòu),通過直線光柵來反饋位置信號和速度信號,大幅度提高了機床的加工速度和精度。
　　永磁直線電機自身固有的推力波動是限制驅(qū)動精度提

2、高的制約因素。本文首先對永磁直線電機的原理進行了分析,針對降低推力波動對永磁直線電機進行總體分析設(shè)計,分析比較了各個形式的優(yōu)缺點,優(yōu)選了表貼式永磁體結(jié)構(gòu),扁平型的定子機構(gòu),短初級長次級結(jié)構(gòu),分數(shù)槽繞組形式,定子水冷的結(jié)構(gòu)等作為電機的主體結(jié)構(gòu)。
　　然后本文結(jié)合旋轉(zhuǎn)永磁同步電機磁路計算方法和異步直線電機磁路計算方法,對永磁同步直線電機進行了等效磁路法計算。對永磁直線電機的主要尺寸,電機的磁路,電機的額定工作特性,電機的熱負荷等進行了

3、計算。通過這些計算得到電機初步設(shè)計的數(shù)據(jù)。另外采用磁場的有限元計算軟件ansoft對永磁直線同步電機電機的磁力線分布,電流,推力,電樞反應(yīng)等性能進行準確的計算分析。
　　最后對永磁直線電機的推力波動進行了分析,并通過對初級磁軛厚度,次級磁軛板厚度,氣隙長度,永磁體,端部齒進行優(yōu)化設(shè)計進行補償,來抑制推力波動。對永磁直線電機的冷卻進行了計算分析。根據(jù)以上的設(shè)計優(yōu)化數(shù)據(jù)制作了一臺永磁直線同步電機,并對樣機進行了測試,對比了測試結(jié)果,進