集成繞組結(jié)構(gòu)短行程直流平面電機(jī)的研究.pdf

1、平面電機(jī)是直接利用電磁能產(chǎn)生平面運(yùn)動(dòng)的新型電機(jī)，由于省去了中間轉(zhuǎn)換裝置，因此具有二維直接驅(qū)動(dòng)、出力密度高、低熱耗、高精度等特點(diǎn)。平面電機(jī)在二維平面定位裝置特別是精密二維平面定位裝置中具有廣闊的應(yīng)用前景，受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。本文提出了一種集成繞組結(jié)構(gòu)短行程直流平面電機(jī)，通過解析分析和有限元仿真計(jì)算相結(jié)合的方法，對(duì)電機(jī)特性進(jìn)行了研究，提出了電機(jī)的設(shè)計(jì)方法并研制了一臺(tái)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。
　　首先，基于磁荷法和鏡像法推導(dǎo)出了二維永磁陣列

2、產(chǎn)生氣隙磁場(chǎng)的解析表達(dá)式，進(jìn)而得到直流平面電機(jī)的推力、反電勢(shì)以及方形線圈電感的解析表達(dá)式，建立了電機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型。
　　然后，對(duì)直流平面電機(jī)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了研究。包括主要尺寸關(guān)系式的推導(dǎo)和永磁體尺寸、背鐵板厚度、線圈尺寸的確定。另外，還對(duì)電機(jī)主要參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化分析，考察了電磁推力、推力密度和加速度隨電機(jī)主要尺寸的變化規(guī)律。
　　最后，建立了直流平面電機(jī)的有限元分析模型。通過仿真計(jì)算，得到了三維氣隙磁場(chǎng)的分布情況以及電磁推力