本文關(guān)鍵詞：新型直線旋轉(zhuǎn)兩自由度雙定子永磁電機(jī)設(shè)計(jì)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(jī)(Two-degree-of-freedom Linear and Rotary Motor,2-DOF LRM)是一種新型電機(jī),可替代兩個(gè)或者多個(gè)單自由度電機(jī)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及螺旋運(yùn)動(dòng),具有體積小、成本低、效率高的優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景,對(duì)2-DOF LRM進(jìn)行研究具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)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(jī)(Two-degree-of-freedom Linear and Rotary Permanent Magnet Synchronous Motor,2-DOF LRPMSM),對(duì)其運(yùn)行機(jī)理、基本結(jié)構(gòu)、電磁設(shè)計(jì)、靜態(tài)特性等方面進(jìn)行研究,主要包括：(1)基于國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn),分析已有2-DOF LRM電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),結(jié)合外轉(zhuǎn)子永磁旋轉(zhuǎn)電機(jī)和圓筒型永磁直線電機(jī)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(jī),該電機(jī)采用徑向組合式結(jié)構(gòu),由外到內(nèi)依次為直線驅(qū)動(dòng)單元定子、動(dòng)子(轉(zhuǎn)子)及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元定子,同時(shí)具有內(nèi)外兩個(gè)氣隙。(2)分析2-DOF LRPMSM的運(yùn)行機(jī)理,建立旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元和直線驅(qū)動(dòng)單元在定子ABC和轉(zhuǎn)子dq0兩個(gè)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,總結(jié)2-DOF LRPMSM設(shè)計(jì)特點(diǎn),推導(dǎo)理論分析公式,并對(duì)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元和直線驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行電磁參數(shù)設(shè)計(jì)。(3)利用有限元計(jì)算方法,對(duì)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元和直線驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行二維電磁場(chǎng)和對(duì)2-DOF LRPMSM進(jìn)行三維磁場(chǎng)分析,揭示電機(jī)內(nèi)電磁場(chǎng)的分布規(guī)律,分析永磁磁鏈、感應(yīng)電勢(shì)、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(biāo),對(duì)2-DOF LRPMSM旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元和直線驅(qū)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,包括極槽配合、極弧系數(shù)等,并提出在齒冠開(kāi)槽的方法來(lái)減小齒槽轉(zhuǎn)矩,和增加端部齒寬度的方法來(lái)減小定位力。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM351

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