本文關鍵詞：新型直線旋轉(zhuǎn)兩自由度雙定子永磁電機設計及靜態(tài)特性分析

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【摘要】：兩自由度直線旋轉(zhuǎn)電機(Two-degree-of-freedom Linear and Rotary Motor,2-DOF LRM)是一種新型電機,可替代兩個或者多個單自由度電機及其傳動機構(gòu)實現(xiàn)直線運動、旋轉(zhuǎn)運動及螺旋運動,具有體積小、成本低、效率高的優(yōu)點,在工業(yè)領域具有廣闊的應用前景,對2-DOF LRM進行研究具有重要的理論意義和實用價值。本文提出一種新型雙定子直線旋轉(zhuǎn)兩自由度永磁同步電機(Two-degree-of-freedom Linear and Rotary Permanent Magnet Synchronous Motor,2-DOF LRPMSM),對其運行機理、基本結(jié)構(gòu)、電磁設計、靜態(tài)特性等方面進行研究,主要包括：(1)基于國內(nèi)外相關文獻,分析已有2-DOF LRM電機的結(jié)構(gòu)特點,結(jié)合外轉(zhuǎn)子永磁旋轉(zhuǎn)電機和圓筒型永磁直線電機的結(jié)構(gòu),提出一種新型雙定子直線旋轉(zhuǎn)兩自由度永磁同步電機,該電機采用徑向組合式結(jié)構(gòu),由外到內(nèi)依次為直線驅(qū)動單元定子、動子(轉(zhuǎn)子)及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元定子,同時具有內(nèi)外兩個氣隙。(2)分析2-DOF LRPMSM的運行機理,建立旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元和直線驅(qū)動單元在定子ABC和轉(zhuǎn)子dq0兩個坐標系下的數(shù)學模型,總結(jié)2-DOF LRPMSM設計特點,推導理論分析公式,并對旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元和直線驅(qū)動單元進行電磁參數(shù)設計。(3)利用有限元計算方法,對旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元和直線驅(qū)動單元進行二維電磁場和對2-DOF LRPMSM進行三維磁場分析,揭示電機內(nèi)電磁場的分布規(guī)律,分析永磁磁鏈、感應電勢、電感特性和靜態(tài)轉(zhuǎn)矩／定位力等物理量的變化規(guī)律。(4)以減小齒槽轉(zhuǎn)矩和定位力為目標,對2-DOF LRPMSM旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元和直線驅(qū)動單元的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化,包括極槽配合、極弧系數(shù)等,并提出在齒冠開槽的方法來減小齒槽轉(zhuǎn)矩,和增加端部齒寬度的方法來減小定位力。
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM351

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本文編號：1250990