【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(jī)由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,控制難度高及能耗大等缺點(diǎn)已漸漸的退出歷史舞臺(tái)。國內(nèi)外學(xué)者不斷加深對(duì)永磁多自由度電機(jī)的研究力度,相繼研制出多種永磁多自由度電機(jī)。本文總結(jié)了各種永磁多自由度電機(jī)的優(yōu)點(diǎn),提出了一種新型液質(zhì)懸浮式混合驅(qū)動(dòng)多自由度電機(jī)。文中對(duì)該電機(jī)的電磁和轉(zhuǎn)矩特性及電機(jī)內(nèi)液體油膜流體和溫升進(jìn)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(jī),對(duì)該電機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)及工作原理進(jìn)行了詳細(xì)介紹。電機(jī)采用混合驅(qū)動(dòng)的方式,能夠達(dá)到較高的運(yùn)動(dòng)控制精度,其特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可極大地降低電機(jī)功耗。2)利用有限元分析軟件ANSOFT MAXWELL對(duì)電機(jī)進(jìn)行建模,分析了電機(jī)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(duì)液質(zhì)懸浮式多自由度電機(jī)進(jìn)行建模分析,并與有限元法進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證�；谇蜃鴺�(biāo)系求解拉式方程法建立電機(jī)磁場模型,計(jì)算得到電機(jī)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(yàn)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(duì)電機(jī)進(jìn)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(duì)定子球殼產(chǎn)生的壓力作用情況。5)對(duì)電機(jī)的渦流損耗以及溫升進(jìn)行分析,利用ANSYS軟件對(duì)該新型電機(jī)在額定及過載大電流工作情況下的生熱情況進(jìn)行溫度場仿真計(jì)算,得到電機(jī)在不同工作狀態(tài)下的溫度分布云圖。研究結(jié)果驗(yàn)證了該新型電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性,為該類電機(jī)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(jī)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(jìn)電機(jī)參考模型樣機(jī)[14,15]。該電機(jī)的永的半球殼搭建而成，每一個(gè)半球殼內(nèi)表面均勻磁體，該電機(jī)的轉(zhuǎn)子部分由 16 個(gè)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(yùn)動(dòng)范圍，該電機(jī)的換相過程投影

的 40 個(gè) NdFe 類永磁體，，該電機(jī)的轉(zhuǎn)子部分由 16 個(gè)銅線線圈組成。這種電機(jī)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(yùn)動(dòng)范圍，該電機(jī)的換相過程投影如圖1-2所示[16,17]。圖 1-2 球形步進(jìn)電機(jī)模型及定子結(jié)構(gòu)圖針對(duì)這種球形的電機(jī)，永磁體的磁場分析上升到了一個(gè)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(jī)內(nèi)部有球形轉(zhuǎn)子與兩個(gè)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：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(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];河北工業(yè)科技;2015年06期

2 李爭;張s

本文編號(hào)：2568596