隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,伺服設備正在向精密、高速、復合、智能和環(huán)保的方向發(fā)展,而中國在這一方面仍然處于一個較為落后的水平階段,因此,在中國制造2025計劃中,對智能制造裝配業(yè)提出了較高的要求,超精密加工及超高速加工在智能裝配領域中取得了越來越多的關注。由于直線電機將電能直接轉換為直線運動,取消了傳統(tǒng)的從旋轉電機到工作臺之間的一切機械傳動環(huán)節(jié),具有高速、高精和“零傳動”特性,因此直線電機在高端數(shù)控設備擁有廣闊的前景,可以代表著未來的發(fā)展趨勢。本文利用傳統(tǒng)的電機設計方法結合磁路法對電機性能進行核算,得到初步符合設計目標的電機尺寸,并通過有限元模型驗證電機的相關性能,得到電機磁阻力的特性,為電機優(yōu)化奠定了基礎。為了尋找合適的電機優(yōu)化方法,本文首先引入了麥克斯韋張量法,得到了與電機磁阻力相關的電機結構參數(shù),選擇齒部寬度、動子齒部偏心、永磁體寬度、端部齒高和端部齒寬作為電機優(yōu)化參數(shù)變量,以電機水平方向平均推力和推力脈動幅值作為優(yōu)化目標,結合田口優(yōu)化算法,得到優(yōu)化參數(shù)對優(yōu)化目標的影響關系。并根據(jù)優(yōu)化參數(shù)的比重關系,得到電機設計的局部最優(yōu)組合。同時,為了得到全局的最優(yōu)解,創(chuàng)新性地引入全局優(yōu)化算法MVO（... 

【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究目的與意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 永磁同步直線電機的研究熱點和難題
        1.3.1 主要研究方法
        1.3.2 磁阻力的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要工作
第二章 永磁同步直線電機的結構與建模
    2.1 永磁同步直線電機的結構
        2.1.1 直線電機的結構
        2.1.2 永磁同步直線電機的優(yōu)缺點
        2.1.3 直線電機分類
    2.2 永磁同步直線電機的運行原理
    2.3 永磁直線電機磁場分析
        2.3.1 磁場的分析基礎
        2.3.2 氣隙磁場的解析
    2.4 本章小結
第三章 永磁同步直線電機的電磁設計過程
    3.1 永磁電機電磁設計過程
        3.1.1 電機的主要尺寸計算
        3.1.2 選擇氣隙長度與永磁體尺寸計算
        3.1.3 鐵心尺寸及繞組參數(shù)計算
    3.2 有限元驗證
    3.3 本章小結
第四章 基于田口法的永磁直線電機優(yōu)化設計
    4.1 永磁同步直線電機的磁阻力分析
    4.2 永磁同步直線電機的磁阻力主要影響因素分析
    4.3 田口法簡介
        4.3.1 田口方法起源及其發(fā)展
        4.3.2 田口法應用于電機設計實現(xiàn)過程
    4.4 田口實驗設計
    4.5 本章小結
第五章 基于MVO的永磁直線電機電磁優(yōu)化設計
    5.1 電機優(yōu)化設計問題
    5.2 MVO方法介紹
    5.3 MVO永磁同步直線電機優(yōu)化
    5.4 本章小結
結論與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的研究成果
致謝
附件


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于MVO的表貼式Halbach永磁同步電機優(yōu)化設計[J]. 胡致遠,楊向宇,趙世偉,裴云慶,曹江華.  微電機. 2019(01)
[2]非對稱V型內置式永磁同步電機的多目標優(yōu)化設計[J]. 劉國海,王艷陽,陳前.  電工技術學報. 2018(S2)
[3]飛輪儲能用磁懸浮開關磁阻電機多目標優(yōu)化設計[J]. 孫玉坤,張賓賓,袁野.  電機與控制應用. 2018(10)
[4]外轉子永磁同步電機優(yōu)化設計與分析[J]. 謝哲棟,盧琴芬.  微電機. 2018(09)
[5]基于Taguchi法的表面式永磁同步電機多目標優(yōu)化[J]. 李建軍,黃開勝,武寧,黃渠.  微特電機. 2018(07)
[6]計及齒槽極間隔斷Halbach型磁鋼的PMSM氣隙磁場解析分析[J]. 范堅堅,吳建華.  中國電機工程學報. 2010(12)
[7]極間隔斷Halbach型磁鋼的永磁同步電機多目標優(yōu)化設計[J]. 范堅堅,吳建華,沈磊,趙鵬.  電工技術學報. 2009(09)
[8]極弧系數(shù)組合優(yōu)化的永磁電機齒槽轉矩削弱方法[J]. 楊玉波,王秀和,丁婷婷,張鑫,張冉,朱常青.  中國電機工程學報. 2007(06)
[9]直線電機伺服系統(tǒng)精密數(shù)字控制方法研究[J]. 黃世濤,馮之敬.  組合機床與自動化加工技術. 2006(09)
[10]高速高精度運動軌跡控制方案[J]. 江衛(wèi)華,文小玲.  組合機床與自動化加工技術. 2006(09)

博士論文
[1]分段式Halbach陣列永磁同步電機磁場分析及穩(wěn)健性優(yōu)化設計[D]. 喬照威.天津大學 2012



本文編號：3031254