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主轴永磁同步电机设计与弱磁方法分析

作　者: 金富宽
导　师: 周理兵
学　校: 华中科技大学
专　业: 电机与电器
关键词: 主轴电机内置式永磁电机永磁体分段弱磁
分类号: TM341
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

数控机床的运行性能主要取决与主轴驱动系统,主轴电机是主轴驱动系统的核心元件。合理的选择电机类型和设计电机参数,提高电机的功率密度,减小电机的体积与转动惯量,对于提高数控机床的工作性能有着重要的意义。永磁同步电动机具有功率密度大,效率高,易于实现精密控制等优点,成为了主轴电机的一个重要的研究方向。数控机床要求主轴电机能在低速时输出较大转矩,高速时有宽广的恒功率调速范围。但永磁同步电动机弱磁困难,不利于高速运行。研究永磁同步电机弱磁扩速问题,提高电机的恒功率运行范围,成为了研究的重点。本文根据永磁同步电机弱磁控制的基本策略,分析了不同空载永磁磁链,交、直轴电感变化对电机运行性能的影响。对内置径向式转子结构进行优化,采用永磁体分段式转子结构。利用Ansoft有限元计算软件建立电机的2D模型,分析了不同分段数,分段磁桥宽度,圆周磁桥长度对电机参数的影响;分析了不同永磁体形状,不同极靴形状对气隙磁密的影响。根据主轴永磁同步电机的设计要求,开发了一套电机电磁设计程序,并采用场路结合的方法设计了一台样机。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-15
  1.1 课题的背景和意义  8-9
  1.2 永磁同步电机弱磁扩速原理及措施  9-11
  1.3 国内外永磁同步电机弱磁性能研究现状  11-14
  1.4 课题来源和研究内容  14-15
2 主轴永磁同步电动机控制策略及参数影响分析  15-29
  2.1 引言  15-16
  2.2 主轴永磁同步电动机的控制策略  16-20
  2.3 电机参数对运行性能的影响  20-27
  2.4 总结  27-29
3 永磁电机转子结构其对参数影响  29-43
  3.1 电机参数的计算  29-30
  3.2 转子拓扑结构  30-33
  3.3 转子结构对电机参数的影响  33-42
  3.4 总结  42-43
4 电磁计算程序开发与样机设计  43-56
  4.1 设计要求  43
  4.2 永磁电动机参数的选取原则  43-48
  4.3 电磁设计程序的开发  48-51
  4.4 样机方案设计与分析  51-54
  4.5 结论  54-56
5 全文总结  56-57
致谢  57-58
参考文献  58-61

主轴永磁同步电机设计与弱磁方法分析

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