本文關(guān)鍵詞：永磁同步電主軸電磁力諧波對(duì)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)影響的研究

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【摘要】：隨著數(shù)控切削技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的研究逐漸受到學(xué)者們的關(guān)注。而數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵部件—永磁同步電主軸，由于結(jié)構(gòu)小，效率高等因素非常受到學(xué)者們的歡迎，但其運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)會(huì)嚴(yán)重降低數(shù)控機(jī)床的加工精度。所以，本文主要針對(duì)永磁同步電主軸的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)問題進(jìn)行了研究。 永磁同步電主軸氣隙中的電磁場(chǎng)會(huì)在電主軸的定、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生電磁力，此電磁力可分解為切向電磁力和徑向電磁力，而切向電磁力與半徑的乘積即為轉(zhuǎn)矩，但由于定子諧波電流以及開槽等因素與轉(zhuǎn)子永磁體相互作用，會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。減小永磁同步電主軸的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)可有效提高數(shù)控機(jī)床的加工精度。 本文針對(duì)數(shù)控機(jī)床的核心部件——永磁同步電主軸的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)問題展開了分析與研究。主要應(yīng)用ANSYS有限元軟件研究了永磁同步電主軸的氣隙電磁場(chǎng)，分別獲得了空載與加載時(shí)氣隙中電磁場(chǎng)的切向磁通密度和徑向磁通密度以及切向電磁力密度和徑向電磁力密度隨位置變化的分布圖。分析了永磁同步電主軸的轉(zhuǎn)子在一個(gè)周期內(nèi)的氣隙電磁場(chǎng)分布規(guī)律，并獲得了隨時(shí)間變化的切向磁通密度和徑向磁通密度以及切向電磁力密度和徑向電磁力密度分布圖。通過數(shù)值積分得到了隨時(shí)間變化的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩，，發(fā)現(xiàn)了永磁同步電主軸轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的變化規(guī)律。 影響數(shù)控機(jī)床加工精度的主要原因之一是永磁同步電主軸的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。本文通過改變永磁同步電主軸的多項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)，利用有限元軟件模擬分析，研究了三種有效削弱轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的方法。第一種是針對(duì)4極48槽永磁同步電主軸通過改變永磁體形狀來減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)；第二種是通過研究不同極弧系數(shù)的電磁場(chǎng)，討論了不同的極弧系數(shù)對(duì)永磁同步電主軸轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的影響，發(fā)現(xiàn)在所設(shè)計(jì)的極弧系數(shù)范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)有兩個(gè)較低的點(diǎn)，從而得出了較理想的極弧系數(shù)，可有效降低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)；第三種方法是通過分析永磁同步電主軸多種氣隙長(zhǎng)度的電磁場(chǎng)，得到了其對(duì)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的影響規(guī)律，研究分析表明：隨著氣隙長(zhǎng)度的增加轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)值會(huì)先迅速降低而后又緩慢降低，從而確定了合理氣隙長(zhǎng)度。為低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)永磁同步電主軸的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步電主軸 電磁力 轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG659
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題背景及研究意義9-10
• 1.1.1 課題背景9
• 1.1.2 研究意義9-10
• 1.2 電主軸概述10-14
• 1.2.1 電主軸工作原理及典型結(jié)構(gòu)11
• 1.2.2 國(guó)外電主軸技術(shù)發(fā)展情況11-12
• 1.2.3 國(guó)內(nèi)電主軸技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及與國(guó)外的差距12-14
• 1.2.4 永磁同步電主軸的發(fā)展?fàn)顩r14
• 1.3 本課題的研究?jī)?nèi)容14-15
• 第2章 永磁同步電主軸電磁場(chǎng)及轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)理論研究15-22
• 2.1 永磁同步電主軸電磁場(chǎng)分析的 ANSYS 有限元理論基礎(chǔ)15-17
• 2.2 永磁同步電主軸電磁力理論分析基礎(chǔ)17-18
• 2.3 永磁同步電主軸轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)基礎(chǔ)理論18-19
• 2.4 轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的抑制方法19-22
• 第3章 永磁同步電主軸的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)計(jì)算22-31
• 3.1 永磁同步電主軸空載電磁場(chǎng)的計(jì)算分析22-26
• 3.1.1 4 極 48 槽永磁同步電主軸的模型22-24
• 3.1.2 永磁同步電主軸空載時(shí)電磁場(chǎng)分析24-26
• 3.2 永磁同步電主軸電磁場(chǎng)的負(fù)載分析計(jì)算26-28
• 3.3 永磁同步電主軸電磁場(chǎng)的動(dòng)態(tài)分析計(jì)算28-30
• 3.4 本章小結(jié)30-31
• 第4章 永磁同步電主軸轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的削弱方法研究31-48
• 4.1 永磁體形狀對(duì)永磁同步電主軸轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的影響31-37
• 4.2 極弧系數(shù)對(duì)永磁同步電主軸轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的影響37-42
• 4.3 氣隙長(zhǎng)度對(duì)永磁同步電主軸轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的影響42-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 第5章 結(jié)論48-49
• 參考文獻(xiàn)49-52
• 在學(xué)研究成果52-53
• 致謝53

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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本文編號(hào)：700343