盤式繞組旋轉(zhuǎn)式音圈電機的研究.pdf

1、音圈電機是一種結(jié)構(gòu)特殊的電磁機構(gòu)。根據(jù)其運動軌跡可分為直線式音圈電機和旋轉(zhuǎn)式音圈電機。由于具有響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、無齒槽效應(yīng)、定位精度高等特性，音圈電機在很多場合中得到越來越廣泛的應(yīng)用。在航空航天領(lǐng)域，當(dāng)負(fù)載為有限轉(zhuǎn)角旋轉(zhuǎn)且對位置精度要求較高時，音圈電機已經(jīng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的力矩電機成為這類工程應(yīng)用中的主流產(chǎn)品。為了適應(yīng)某些特殊領(lǐng)域微型輕量的要求，設(shè)計時音圈電機的動子只能在有限角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動。對于一些特殊的場合，要求旋轉(zhuǎn)部分既能連續(xù)多

2、圈旋轉(zhuǎn)進(jìn)行掃描，又能在確定目標(biāo)范圍內(nèi)進(jìn)行小范圍精密控制，所以音圈電機的動子部分在旋轉(zhuǎn)方向上不能有機械限制?，F(xiàn)有的音圈電機結(jié)構(gòu)都不能滿足這個要求，而且目前的產(chǎn)品中都不能實現(xiàn)這個功能。
　　本文研制了一種特殊結(jié)構(gòu)的盤式繞組旋轉(zhuǎn)式音圈電機。首先介紹了盤式繞組旋轉(zhuǎn)式音圈電機的原理，對其結(jié)構(gòu)的特殊性進(jìn)行了分析。給出了此類電機在結(jié)構(gòu)設(shè)計時的結(jié)構(gòu)參數(shù)約束條件，推導(dǎo)了電機空載時的等效磁路。通過有限元軟件進(jìn)行了模型仿真與性能計算，給出了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)

3、對電機綜合性能的影響。剖析了音圈電機中：電樞反應(yīng)引起氣隙磁密畸變致使電機出力不均勻這一共性問題。給出了不同定子底座材料時的氣隙磁密、最大力矩和重量的計算結(jié)果對比，給出不同場合下選用不同定子底座材料的依據(jù)。
　　當(dāng)前國內(nèi)外對音圈電機中的損耗、溫度場計算、熱應(yīng)力及其熱變形分析較少。本文分析了盤式繞組旋轉(zhuǎn)式音圈電機在掃描工況下的電機損耗問題，包括定子鐵心損耗、永磁體渦流損耗、盤式繞組銅耗。指出了電機溫升的主要來源，根據(jù)溫度場常用的熱源載