新型永磁直線電動機動態(tài)性能分析與研究.pdf

1、永磁同步直線電機作為新型直線運動單元，其自驅(qū)動，無中間傳動環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)使得本身具有定位精度高，速度快等優(yōu)點。隨著制造業(yè)的發(fā)展，直線電機已經(jīng)成為現(xiàn)代裝備中的主要功能部件。但是特殊結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的端部效應(yīng)和齒槽效應(yīng)卻對輸出性能有很大影響，研究這些擾動因素的影響并加以優(yōu)化，可以使得電機在更低的成本下獲得好的性能。
　　 本文從直線電機的結(jié)構(gòu)出發(fā)，分析其縱向磁阻力的主要影響因素，得出影響端部效應(yīng)力和齒槽效應(yīng)力的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)。并通過有限元仿真建

2、模方法，重點分析空載情況下，端部效應(yīng)和齒槽效應(yīng)的分布特性。根據(jù)電機學(xué)理論，提出改善空載推力波動的方法。另一方面，基于移相疊加的原理和減少控制成本的考慮，設(shè)計了一種新型的圓筒型直線電機結(jié)構(gòu)，并進行有限元仿真，觀測其對推力性能的優(yōu)化效果。借鑒永磁旋轉(zhuǎn)電機的直接轉(zhuǎn)矩控制方法，建立了永磁同步直線電機的直接推力控制模型，并在simulink模塊中搭建系統(tǒng)，得到初步的響應(yīng)值，驗證其控制性能的可行性。最后利用已有的直線電機設(shè)備，設(shè)計試驗平臺和試驗方案

3、，驗證推力的實際特性和新結(jié)構(gòu)的效果。
　　 本文的主要創(chuàng)新點在于：在對永磁直線電機的推力性能的分析的基礎(chǔ)上，利用移相疊加的思想，設(shè)計出了一種新型的圓筒型結(jié)構(gòu)的直線電機。通過用有限元模型仿真證明，同普通平板型直線電機相比，在相同電流下其推力更大，波動力更小，結(jié)構(gòu)更緊湊，體積更小。這樣可以在保證精度的前提下，減少控制成本。在實際工業(yè)生產(chǎn)中，有著廣闊的應(yīng)用前景，本文研究的成果可作為普通的機床裝備的驅(qū)動模塊，在不增加成本的前提下提高機床