本文關(guān)鍵詞：永磁同步電主軸電磁力產(chǎn)生機(jī)理及振動(dòng)特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：永磁同步電主軸是高速加工技術(shù)的核心部件,電主軸的徑向電磁力引起的電磁振動(dòng)是影響高速電主軸加工精度的最主要原因。因此本文對(duì)永磁同步電主軸電磁力產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行了深入的理論分析,結(jié)果表明存在氣隙磁場(chǎng)中相互作用的基波磁場(chǎng)和一系列諧波磁場(chǎng)形成了徑向和切向的電磁力。本文利用有限元方法研究了永磁同步電主軸的電磁力和振動(dòng)特性,主要內(nèi)容包括電磁場(chǎng)分析、模態(tài)分析、結(jié)構(gòu)參數(shù)分析等幾個(gè)方面。利用有限元分析軟件對(duì)永磁同步電主軸二維電磁場(chǎng)進(jìn)行了建模和求解,得到永磁同步電主軸氣隙內(nèi)的磁通密度、磁力線分布以及磁密云圖。再通過麥克斯韋應(yīng)力張量法算出作用在永磁同步電主軸定子內(nèi)表面上的徑向電磁力及轉(zhuǎn)子表面的切向電磁力,并對(duì)其進(jìn)行諧波分析和頻譜分析,發(fā)現(xiàn)永磁同步電主軸定子齒表面的徑向電磁力的低次諧波是引起其電磁振動(dòng)的主要原因。利用Ansys Workbench有限元軟件建立了永磁同步電主軸三維模型,對(duì)永磁同步電主軸定子鐵心、端蓋和整機(jī)進(jìn)行模態(tài)仿真,分析其固有頻率和振型。并將得到的結(jié)果與永磁同步電主軸振動(dòng)徑向電磁力波的頻率成分進(jìn)行對(duì)比,沒有發(fā)現(xiàn)共振現(xiàn)象。對(duì)不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的模型永磁同步電主軸進(jìn)行對(duì)比分析,總結(jié)了永磁同步電主軸的槽口寬度、槽肩高度和極弧系數(shù)等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)永磁同步電主軸徑向電磁力諧波和振動(dòng)特性的影響規(guī)律。為了提高永磁同步電主軸電磁轉(zhuǎn)矩,減小振動(dòng)噪聲,提出了一種楔形氣隙結(jié)構(gòu)。利用有限元軟件對(duì)均勻氣隙和楔形氣隙永磁同步電主軸模型進(jìn)行了仿真分析,將以上兩種氣隙結(jié)構(gòu)模型的電主軸轉(zhuǎn)矩和徑向力進(jìn)行了對(duì)比,得出楔形氣隙結(jié)構(gòu)對(duì)提高永磁同步電主軸轉(zhuǎn)矩密度、減小振動(dòng)噪聲有明顯的作用。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步電主軸 電磁力 振動(dòng)特性 模態(tài)分析
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG659
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題的研究背景及意義9-10
• 1.2 永磁同步電主軸國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)10-13
• 1.2.1 永磁同步電主軸概述10-12
• 1.2.2 永磁同步電主軸國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)12-13
• 1.3 永磁同步電主軸電磁力與振動(dòng)特性研究綜述13-16
• 1.3.1 永磁同步電主軸電磁力研究發(fā)展概況13-14
• 1.3.2 永磁同步電主軸振動(dòng)特性研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 本課題主要研究?jī)?nèi)容16-17
• 第2章 永磁同步電主軸電磁力產(chǎn)生機(jī)理及振動(dòng)理論17-24
• 2.1 永磁同步電主軸氣隙磁場(chǎng)17-19
• 2.1.1 氣隙總磁動(dòng)勢(shì)17-18
• 2.1.2 氣隙磁導(dǎo)18-19
• 2.2 永磁同步電主軸電磁力產(chǎn)生機(jī)理19-22
• 2.3 永磁同步電主軸振動(dòng)模態(tài)理論22-24
• 第3章 永磁同步電主軸電磁場(chǎng)有限元分析24-33
• 3.1 永磁同步電主軸電磁力計(jì)算24-27
• 3.1.1 永磁同步電主軸電磁場(chǎng)有限元模型24-26
• 3.1.2 永磁同步電主軸電磁場(chǎng)有限元求解26-27
• 3.2 永磁同步電主軸電磁場(chǎng)有限元結(jié)果分析27-32
• 3.2.1 永磁同步電主軸氣隙磁密分析28-29
• 3.2.2 永磁同步電主軸徑向電磁力波分析29-30
• 3.2.3 永磁同步電主軸轉(zhuǎn)矩分析30-32
• 3.3 本章小結(jié)32-33
• 第4章 永磁同步電主軸結(jié)構(gòu)模態(tài)及振動(dòng)特性分析33-42
• 4.1 定子鐵心振動(dòng)模態(tài)的有限元分析33-35
• 4.2 端蓋振動(dòng)模態(tài)的有限元分析35-39
• 4.3 整機(jī)振動(dòng)模態(tài)的有限元分析39-41
• 4.4 本章小結(jié)41-42
• 第5章 結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對(duì)永磁同步電主軸振動(dòng)特性的影響42-51
• 5.1 改變永磁同步電主軸定子的結(jié)構(gòu)參數(shù)42-45
• 5.1.1 槽口寬度對(duì)永磁同步電主軸振動(dòng)特性的影響42-43
• 5.1.2 槽肩高度對(duì)永磁同步電主軸振動(dòng)特性的影響43-45
• 5.2 改變永磁同步電主軸轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)參數(shù)45-50
• 5.2.1 轉(zhuǎn)子不規(guī)則輪廓對(duì)永磁同步電主軸振動(dòng)特性的影響45-48
• 5.2.2 轉(zhuǎn)子極弧系數(shù)改變對(duì)永磁同步電主軸振動(dòng)特性的影響48-50
• 5.3 本章小結(jié)50-51
• 第6章 結(jié)論51-52
• 參考文獻(xiàn)52-55
• 在學(xué)研究成果55-56
• 致謝56

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本文編號(hào)：356085