本文關(guān)鍵詞：飛行模擬器用圓筒型直線永磁電機設計研究

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【摘要】：圓筒型直線永磁電機是一種具有新穎拓撲結(jié)構(gòu)的直線電機,電機繞組中的每一根的導體不需要額外的端部連接,電機橫向不開端,圓周上法向推力相互抵消,安裝方便,容易實現(xiàn)高防護等級;采用永磁體勵磁的方式使得圓筒型直線永磁電機比圓筒型感應直線電機具有高功率密度、高效率、高運行速度等優(yōu)點。因此,這種電機在高性能直線伺服驅(qū)動應用場合中具有廣闊的發(fā)展?jié)摿�。本文主要研究用于飛行模擬器的高性能伺服圓筒型直線永磁電機,首先,本文介紹了電機的新穎拓撲結(jié)構(gòu),并推導了不同坐標下的數(shù)學模型。其次,本文給出了圓筒型直線電機的電磁設計流程,利用Visual Studio2010集成開發(fā)環(huán)境編寫了圓筒型永磁直線電機的電磁設計軟件,利用電磁設計程序求出滿足飛行模擬器驅(qū)動裝置技術(shù)要求的電磁方案。并通過有限元分析軟件ANSOFT詳細分析了原始電磁方案電機的磁場分布、反電勢大小、氣隙磁密,電感參數(shù)以及推力輸出。最后,本文通過離散時間傅里葉變換詳細分析了額定工作狀態(tài)下圓筒型永磁直線電機的推力曲線的頻率特性,并通過頻率特性得出推力波動的主要分量:2倍頻分量來源于邊端力的基波分量、6倍頻來源于齒槽力的基波分量。針對本文設計的18槽12極圓筒型永磁直線電機,通過選擇合適的極弧系數(shù)和優(yōu)化槽極數(shù)組合等方法降低電機的齒槽推力,通過選擇合適的初級長度降低電機的邊端力,從而使電機的推力波動滿足技術(shù)要求。本課題的研究為用于高性能伺服場合的圓筒型永磁直線電機的電磁設計提供了詳細的流程和優(yōu)化設計方法。
【關(guān)鍵詞】：圓筒型永磁直線電機 有限元分析 電磁設計 定位力 齒槽力
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM351;V216.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-15
• 1.1 圓筒型直線永磁電機的應用背景8-10
• 1.2 圓筒型直線永磁電機的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容13-15
• 2 圓筒型永磁直線電機的結(jié)構(gòu)特點及工作原理15-22
• 2.1 圓筒型永磁直線電機的結(jié)構(gòu)特點15-18
• 2.2 圓筒型永磁直線電機與調(diào)速永磁同步電機的對應關(guān)系18-19
• 2.3 圓筒型永磁直線電機在DQ軸坐標系下數(shù)學模型19-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 3 圓筒型永磁直線電機的電磁計算及計算程序設計22-37
• 3.1 圓筒型永磁直線電機的技術(shù)要求22
• 3.2 圓筒型永磁直線電機的基本結(jié)構(gòu)設計22-29
• 3.3 圓筒型永磁直線電機的主尺寸選取29-32
• 3.4 基于磁路法的圓筒型永磁直線電機的計算程序設計32-36
• 3.6 本章小結(jié)36-37
• 4 基于有限元分析的圓筒型永磁直線電機參數(shù)計算37-46
• 4.1 圓筒型永磁直線電機在圓柱坐標系下的 2D瞬態(tài)場分析模型37-39
• 4.2 圓筒型永磁直線電機有限元分析計算結(jié)果39-45
• 4.3 本章小結(jié)45-46
• 5 基于頻率特性分析的圓筒型永磁直線電機推力波動削弱46-58
• 5.1 圓筒型永磁直線電機的推力波動成因分析46-47
• 5.2 圓筒型永磁直線電機的齒槽力削弱方法47-53
• 5.3 圓筒型永磁直線電機的邊端力削弱方法53-57
• 5.4 本章小結(jié)57-58
• 6 總結(jié)與展望58-60
• 6.1 全文總結(jié)58-59
• 6.2 課題展望59-60
• 致謝60-61
• 參考文獻61-64

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本文編號：620696