有限轉(zhuǎn)角力矩電機無需復(fù)雜的中間傳動裝置,便可實現(xiàn)在有限角度內(nèi)反復(fù)擺動,具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、控制方式簡單等諸多優(yōu)點�，F(xiàn)今的有限轉(zhuǎn)角力矩電機產(chǎn)品中多為繞線式結(jié)構(gòu),力矩密度低的致命缺點使其很難適用于對體積與重量有嚴格限制的場合。齒槽式結(jié)構(gòu)雖具有更高的力矩密度,但又存在運行區(qū)間內(nèi)齒槽轉(zhuǎn)矩較大、磁場飽和嚴重、力矩特性非線性等突出問題。以集中繞組有限轉(zhuǎn)角力矩電機為研究對象,針對該電機的電磁機理、恒轉(zhuǎn)矩區(qū)間的估算方法、運行特性、非線性磁路模型等問題進行了研究。針對常規(guī)齒槽式有限轉(zhuǎn)角力矩電機,分析了其磁路結(jié)構(gòu)與電磁機理,在此基礎(chǔ)上提出了一種集中繞組有限轉(zhuǎn)角力矩電機,并通過等效磁路法,推導(dǎo)了其電磁轉(zhuǎn)矩的解析式�；谕茖�(dǎo)的電磁轉(zhuǎn)矩解析式,同時考慮相應(yīng)設(shè)計指標,確定了電機的主要尺寸,并利用有限元法對其進行了齒部形狀優(yōu)化。為了進一步提高集中繞組有限轉(zhuǎn)角力矩電機的轉(zhuǎn)矩密度,提出了一種尖角形齒尖形狀,并通過樣機與實驗對常規(guī)平行齒尖與尖角形齒尖進行了電磁性能比較與驗證,發(fā)現(xiàn)后者的力矩性能提高了29%。利用恒定磁場的拉普拉斯方程與泊松方程,建立了適用于集中繞組有限轉(zhuǎn)角力矩電機的磁場子域模型。利用此模型計算了集中繞... 

【文章頁數(shù)】：137 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的目的和意義
    1.2 有限轉(zhuǎn)角力矩電機概述
        1.2.1 有限轉(zhuǎn)角力矩電機的種類與特點
        1.2.2 有限轉(zhuǎn)角力矩電機的研究及發(fā)展
    1.3 有限轉(zhuǎn)角力矩電機關(guān)鍵技術(shù)問題及發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.1 電機的結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化
        1.3.2 磁場子域模型及恒轉(zhuǎn)矩區(qū)間的研究
        1.3.3 有限轉(zhuǎn)角力矩電機的運行特性分析
        1.3.4 非線性磁路模型
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 集中繞組有限轉(zhuǎn)角力矩電機的電磁機理分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    2.1 引言
    2.2 齒槽式有限轉(zhuǎn)角力矩電機的電磁機理
        2.2.1 常規(guī)齒槽式有限轉(zhuǎn)角力矩電機的電磁機理
        2.2.2 集中繞組有限轉(zhuǎn)角力矩電機結(jié)構(gòu)的提出
    2.3 集中繞組有限轉(zhuǎn)角力矩電機的電磁轉(zhuǎn)矩解析推導(dǎo)
        2.3.1 等效磁路法
        2.3.2 電磁轉(zhuǎn)矩解析表達式
    2.4 有限轉(zhuǎn)角力矩電機的綜合設(shè)計方法
        2.4.1 電機的設(shè)計指標
        2.4.2 綜合設(shè)計方法
    2.5 有限轉(zhuǎn)角力矩電機齒尖形狀改進
        2.5.1 尖角形齒尖形狀的提出
        2.5.2 電機性能比較
    2.6 樣機參數(shù)及其靜態(tài)力矩實驗
        2.6.1 兩臺不同齒部形狀電機的樣機參數(shù)
        2.6.2 電機靜態(tài)力矩實驗
        2.6.3 靜態(tài)轉(zhuǎn)矩的實驗結(jié)果
    2.7 本章小結(jié)
第3章 有限轉(zhuǎn)角力矩電機的磁場子域模型與恒轉(zhuǎn)矩區(qū)間的估算方法
    3.1 引言
    3.2 磁場子域模型
        3.2.1 基于標量磁位的磁場子域模型
        3.2.2 基于矢量磁位的磁場子域模型
    3.3 磁場子域模型與有限元模型的結(jié)果對比
        3.3.1 空載電磁特性對比分析
        3.3.2 負載電磁特性對比分析
    3.4 基于磁場子域模型的恒轉(zhuǎn)矩區(qū)間估算方法
        3.4.1 恒轉(zhuǎn)矩區(qū)間估算方法的原理
        3.4.2 恒轉(zhuǎn)矩區(qū)間的估算結(jié)果
    3.5 恒轉(zhuǎn)矩區(qū)間估算方法的實驗驗證
        3.5.1 樣機與實驗方法
        3.5.2 恒轉(zhuǎn)矩區(qū)間的實驗結(jié)果
    3.6 本章小結(jié)
第4章 有限轉(zhuǎn)角力矩電機的運行特性分析
    4.1 引言
    4.2 有限轉(zhuǎn)角力矩電機的數(shù)學(xué)模型
        4.2.1 常規(guī)數(shù)學(xué)模型
        4.2.2 精確數(shù)學(xué)模型
    4.3 電機位置跟隨特性分析
        4.3.1 三維有限元建模與分析
        4.3.2 位置跟隨特性仿真模型與結(jié)果
    4.4 有限轉(zhuǎn)角力矩電機的溫升特性分析
        4.4.1 T型熱路模塊
        4.4.2 等效熱路模型與計算結(jié)果
    4.5 電機運行特性實驗研究
    4.6 本章小結(jié)
第5章 非對稱齒矩形有限轉(zhuǎn)角力矩電機及其非線性磁路模型
    5.1 引言
    5.2 有限轉(zhuǎn)角力矩電機結(jié)構(gòu)的提出
        5.2.1 結(jié)構(gòu)演化過程
        5.2.2 整機結(jié)構(gòu)設(shè)計方案
    5.3 有限轉(zhuǎn)角力矩電機的非線性磁路模型
        5.3.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)與磁阻定義
        5.3.2 非線性磁路模型的建模過程
        5.3.3 非線性磁路模型的求解過程
    5.4 非線性磁路模型的計算結(jié)果
    5.5 有限轉(zhuǎn)角力矩電機齒部形狀優(yōu)化
        5.5.1 非繞線齒齒部形狀分析
        5.5.2 齒部形狀優(yōu)化前后的電磁性能對比
    5.6 有限轉(zhuǎn)角力矩電機的樣機及實驗研究
        5.6.1 非對稱齒矩形有限轉(zhuǎn)角力矩電機樣機研制
        5.6.2 樣機靜態(tài)力矩測試結(jié)果
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3702229