雙轉子平動式嚙合電機設計與特性分析.pdf

1、平動式嚙合電動機是一種通過定轉子間磁阻的變化將電能轉化為機械能，在平行四邊形結構的約束下使轉子繞定子作圓周平動，進而可直接由轉子帶動內(nèi)嚙合傳動機構，利用嚙合傳動機構的減速作用輸出大扭矩的高集成度電動機。由于該電機通過磁極直接驅動齒輪嚙合機構輸出轉矩，提高了電機的加速度性能，同時由于齒輪嚙合傳動平穩(wěn)、摩擦損失小，因此具有更高的使用壽命。本文針對當前已有的幾種類型的平動式嚙合電機中存在的問題，提出了一種新型的雙轉子平動式嚙合電機，對其運行機

2、理、設計特點、磁場分布、動態(tài)特性進行了系統(tǒng)的理論分析；給出了控制方法；設計制造了物理樣機并進行了樣機試驗。
　　 本文在仔細分析平動式嚙合電機的結構特點和運行原理的基礎上將平動式嚙合電機設計內(nèi)容分成磁極結構、平動約束機構和內(nèi)嚙合齒廓設計三大部分。列舉了三大機構的實用及演化結構，并進行了結構間的性能比較。最終確定了由內(nèi)、外雙轉子的磁極結構、偏心軸平動約束機構和漸開線內(nèi)嚙合齒輪機構構成的新型平動式嚙合電機-雙轉子平動式嚙合電機。

3、r>　　 建立了新型雙轉子平動式嚙合電機的等效磁路結構模型。根據(jù)建立的磁路模型，探討了電機的氣隙長度、磁極和繞組體積等結構參數(shù)對電機性能的影響，給出了它們之間的關系模型。利用該模型，本文首次提出了雙轉子平動式嚙合電機優(yōu)化設計方法，該方法可作為平動式電機優(yōu)化設計的理論指導。
　　 采用有限元方法建立了雙轉子平動式嚙合電機的三維有限元磁場模型，對電機磁場分布和磁路特性進行了分析。通過獲得的不同轉角下的磁化曲線簇和磁場力特性，建立了

4、磁參數(shù)庫；并利用獲得的磁參數(shù)庫，建立了雙轉子平動式嚙合電機的非線性動態(tài)分析模型。
　　 為了滿足實時控制的需要，在建立的等效磁路模型基礎上，采用解析方法，分析雙轉子平動式嚙合電機的動態(tài)轉矩特性，建立了輸出轉矩與輸入電壓的關系模型。本文首次提出了平動式嚙合電機恒轉矩控制方法，采用動力學軟件和控制軟件對所推導的恒轉矩控制方法進行了仿真分析，結果表明恒轉矩控制方法能夠有效的減小轉矩脈動和電機的振動。
　　 在理論分析和優(yōu)化設計