永磁直線同步電動機關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、隨著數(shù)控加工技術(shù)不斷的要求實現(xiàn)高速和超高速化、精密和超精度化，永磁直線同步電動機(PMLSM)直接驅(qū)動技術(shù)在精密定位領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。直線電機伺服系統(tǒng)與傳統(tǒng)的“旋轉(zhuǎn)電機+滾珠絲杠”進給方式相比，雖然消除了機械傳動鏈所帶來的一些不良影響，但由于其本身的結(jié)構(gòu)特性，要求在設(shè)計時努力提高電機推力和推力密度，采取各種有效措施減少直線電機的推力波動，否則零傳動將失去原來所希望的意義。本文圍繞PMLSM關(guān)鍵技術(shù)的研究展開，所做工作主要包括以下幾

2、個部分： 首先，為了減少電機的體積，提高推力密度，對目前廣泛應(yīng)用的多極、少齒的結(jié)構(gòu)和繞組進行了分析研究。合理的設(shè)計PMLSM的結(jié)構(gòu)和繞組，歸納總結(jié)了這種特殊繞組在直線電機中的應(yīng)用，并把這種繞組推廣到一般化。對PMLSM的空載反電動勢波形進行諧波分析，證明了這種繞組具有高的基波繞組因數(shù)和較低的諧波含量。 其次，針對直線電機的齒槽效應(yīng)和端部效應(yīng)引起的Detent Force提出了一些優(yōu)化措施。利用集中繞組分數(shù)槽和磁導調(diào)制相結(jié)

3、合的方法對齒槽間的磁導波進行移相調(diào)制，有效的消除齒槽力。對直線電機固有的端部效應(yīng)，提出了優(yōu)化初級長度的方法對兩端部磁導的相位進行調(diào)制，優(yōu)化了初級長度，有效的削弱了端部作用力。在優(yōu)化初級長度的基礎(chǔ)上，提出了兩單元段間相移的辦法進一步削弱了端部作用力。在以上工作的基礎(chǔ)上，得出了一個極距下的Detent Force的波形圖。 最后，通過單元電機的比較，得出了這種特殊繞組電機的參數(shù)計算方法。實測空載反電動勢值與理論值比較，誤差在1％以內(nèi)