永磁直線同步電動(dòng)機(jī)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(shí)現(xiàn)高速和超高速化、精密和超精度化，永磁直線同步電動(dòng)機(jī)(PMLSM)直接驅(qū)動(dòng)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(jī)伺服系統(tǒng)與傳統(tǒng)的“旋轉(zhuǎn)電機(jī)+滾珠絲杠”進(jìn)給方式相比，雖然消除了機(jī)械傳動(dòng)鏈所帶來(lái)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(jì)時(shí)努力提高電機(jī)推力和推力密度，采取各種有效措施減少直線電機(jī)的推力波動(dòng)，否則零傳動(dòng)將失去原來(lái)所希望的意義。本文圍繞PMLSM關(guān)鍵技術(shù)的研究展開(kāi)，所做工作主要包括以下幾

2、個(gè)部分： 首先，為了減少電機(jī)的體積，提高推力密度，對(duì)目前廣泛應(yīng)用的多極、少齒的結(jié)構(gòu)和繞組進(jìn)行了分析研究。合理的設(shè)計(jì)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(jī)中的應(yīng)用，并把這種繞組推廣到一般化。對(duì)PMLSM的空載反電動(dòng)勢(shì)波形進(jìn)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(duì)直線電機(jī)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?jǐn)?shù)槽和磁導(dǎo)調(diào)制相結(jié)

3、合的方法對(duì)齒槽間的磁導(dǎo)波進(jìn)行移相調(diào)制，有效的消除齒槽力。對(duì)直線電機(jī)固有的端部效應(yīng)，提出了優(yōu)化初級(jí)長(zhǎng)度的方法對(duì)兩端部磁導(dǎo)的相位進(jìn)行調(diào)制，優(yōu)化了初級(jí)長(zhǎng)度，有效的削弱了端部作用力。在優(yōu)化初級(jí)長(zhǎng)度的基礎(chǔ)上，提出了兩單元段間相移的辦法進(jìn)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(gè)極距下的Detent Force的波形圖。 最后，通過(guò)單元電機(jī)的比較，得出了這種特殊繞組電機(jī)的參數(shù)計(jì)算方法。實(shí)測(cè)空載反電動(dòng)勢(shì)值與理論值比較，誤差在1％以內(nèi)