【摘要】：隨著現(xiàn)代工業(yè)和制造業(yè)的迅猛發(fā)展,傳統(tǒng)的多自由度電機由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,控制難度高及能耗大等缺點已漸漸的退出歷史舞臺。國內(nèi)外學(xué)者不斷加深對永磁多自由度電機的研究力度,相繼研制出多種永磁多自由度電機。本文總結(jié)了各種永磁多自由度電機的優(yōu)點,提出了一種新型液質(zhì)懸浮式混合驅(qū)動多自由度電機。文中對該電機的電磁和轉(zhuǎn)矩特性及電機內(nèi)液體油膜流體和溫升進行詳細(xì)分析,具體工作歸結(jié)如下:1)提出了一種液質(zhì)懸浮式多自由度球形電機,對該電機的結(jié)構(gòu)參數(shù)及工作原理進行了詳細(xì)介紹。電機采用混合驅(qū)動的方式,能夠達(dá)到較高的運動控制精度,其特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計可極大地降低電機功耗。2)利用有限元分析軟件ANSOFT MAXWELL對電機進行建模,分析了電機永磁體靜磁場、氣隙磁密的分布情況以及轉(zhuǎn)矩特性曲線。3)采用解析法對液質(zhì)懸浮式多自由度電機進行建模分析,并與有限元法進行對比驗證�；谇蜃鴺�(biāo)系求解拉式方程法建立電機磁場模型,計算得到電機永磁體氣隙磁場的空間分布情況。解析法與有限元法結(jié)果相互驗證,證明了兩種建模方法分析結(jié)果的有效和一致性。4)利用ANSYS Workbench軟件對電機進行流固耦合分析,從而得到了液體油膜的壓力分布圖及其對定子球殼產(chǎn)生的壓力作用情況。5)對電機的渦流損耗以及溫升進行分析,利用ANSYS軟件對該新型電機在額定及過載大電流工作情況下的生熱情況進行溫度場仿真計算,得到電機在不同工作狀態(tài)下的溫度分布云圖。研究結(jié)果驗證了該新型電機結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性,為該類電機結(jié)構(gòu)的優(yōu)化及性能指標(biāo)的提升提供了借鑒和參考。
【圖文】：

圖 1-1 三自由度球形電機結(jié)構(gòu)的示意圖的研究成果，合肥工業(yè)大學(xué)的王群京、李爭等子球形步進電機參考模型樣機[14,15]。該電機的永的半球殼搭建而成，每一個半球殼內(nèi)表面均勻磁體，該電機的轉(zhuǎn)子部分由 16 個銅線線圈組成所占的空間比例小，小到不能覆蓋二分之一的地加大轉(zhuǎn)子的運動范圍，該電機的換相過程投影

的 40 個 NdFe 類永磁體，，該電機的轉(zhuǎn)子部分由 16 個銅線線圈組成。這種電機有著顯著的特征，即定子所占的空間比例小，小到不能覆蓋二分之一的轉(zhuǎn)子。隨之而來的好處就是能夠很大地加大轉(zhuǎn)子的運動范圍，該電機的換相過程投影如圖1-2所示[16,17]。圖 1-2 球形步進電機模型及定子結(jié)構(gòu)圖針對這種球形的電機，永磁體的磁場分析上升到了一個高度，天津大學(xué)的李洪鳳首先提出將 Halbach 陣列應(yīng)用于此[18,19]。電機內(nèi)部有球形轉(zhuǎn)子與兩個體積相同的半球殼定子組成，轉(zhuǎn)子赤道的周圍貼有一周永磁體，定子外殼上還有三層定子空心繞
【學(xué)位授予單位】：河北科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM35

【參考文獻(xiàn)】

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1 李爭;杜浦;李平;馬海心;李博宇;;永磁轉(zhuǎn)子偏轉(zhuǎn)式三自由度電機驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計[J];河北工業(yè)科技;2015年06期

2 李爭;張s

本文編號：2568596