楔形氣隙結(jié)構(gòu)對永磁同步電主軸轉(zhuǎn)矩和徑向力影響的分析.pdf

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1、第1期組合機(jī)床與自動化加工技術(shù)NO．12016年1月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueJan．2016文章編號：1001—2265(2016)01—0017—03D0I：10．13462／j．cnki．mmtamt．2016．01．005楔形氣隙結(jié)構(gòu)對永磁同步電主軸轉(zhuǎn)矩和徑向力影響的分析術(shù)于慎波，樸陶然(沈陽工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，沈陽110870)摘要：為了提高永磁同步電主軸電磁轉(zhuǎn)矩，減小振動噪聲，提出了一種楔形氣隙結(jié)構(gòu)。文中對楔形氣隙永磁同步電主軸的電磁轉(zhuǎn)矩進(jìn)行了解析分析。利用有限元軟

2、件對均勻氣隙和楔形氣隙永磁同步電主軸模型進(jìn)行了仿真分析，將以上兩種氣隙結(jié)構(gòu)模型的電主軸轉(zhuǎn)矩和徑向力進(jìn)行了對比，發(fā)現(xiàn)楔形氣隙結(jié)構(gòu)和均勻氣隙結(jié)構(gòu)的永磁同步電主軸相比電磁轉(zhuǎn)矩幅值增加較大，徑向力幅值顯著減小。并得出楔形氣隙結(jié)構(gòu)對提高永磁同步電主軸轉(zhuǎn)矩密度、減小振動噪聲有明顯的作用。關(guān)鍵詞：永磁同步電主軸；楔形氣隙結(jié)構(gòu)；電磁轉(zhuǎn)矩；振動噪聲中圖分類號：TH122；TG506文獻(xiàn)標(biāo)識碼：AAnalysisofInfluenceofWedgyAir-GapStructureofPermanentMagnetSynchronousElectricSpindleonTo

3、rqueandRadialForceYUShen—bo，PIAOTao—ran(SchoolofMechanicalEngineering，ShenyangUniversityofTechnology，Shenyang110870，China)Abstract：Inordertoimprovetheelectromagnetictorqueandreducethevibrationandnoiseoftheperma—nentmagnetsynchronouselectricspindle，anovelwedgyair—gapstructurewasi

4、ntroduced．Theelectromag—nefictorqueforthewedgyair—gapstructureofelectricspindleisanalyticallyanalysed．Byusingfiniteele—mentsoftware，twokindsofpermanentmagnetsynchronouselectricspindlemodelswhichhavetheuniformandthewedgyairgapstructurearesimulated，andtheelectromagnetictorqueandth

5、eradialforceofthetwokindsofmodelsarecompared．Theresearchshowsthatthewedgyair-gapstructurepermanentmagnetsyn—chronouselectricspindleCanproducehigherelectromagnetictorqueandlowerradialforceamplitudethanthatoftheuniformair—gappermanentmagnetsynchronouselectricspindle．Theconclusioni

6、sthattheperma—nentmagnetsynchronouselectricspindlewiththewedgyair—gapstructurecanincreasetheelectromagnetictorqueandreducethevibrationandnoise．Keywords：permanentmagnetsynchronouselectricspindle；wedgyair—gapstructure；electromagnetictorque；vibrationandnoise的同時，顯著地減小徑向力。0引言國內(nèi)外許多學(xué)者進(jìn)

7、行了有關(guān)內(nèi)置式永磁同步電主永磁同步電主軸是新型電主軸技術(shù)的典型代表，軸轉(zhuǎn)矩密度和振動噪聲的研究。文獻(xiàn)[2]認(rèn)為d、q軸是目前高精度、高速機(jī)床的核心功能部件。因?yàn)楹屯姌蟹磻?yīng)電抗與之差越大，磁阻轉(zhuǎn)矩幅值越大，類型的異步電機(jī)相比，永磁同步電主軸有著轉(zhuǎn)速高，發(fā)在保持定子結(jié)構(gòu)不變的情況下，提高。與之比值，熱小，易于實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速等諸多優(yōu)點(diǎn)?。與此同時，高可以有效地提高電磁轉(zhuǎn)矩幅值。文獻(xiàn)[3]采用解析法性能的數(shù)控機(jī)床對永磁同步電主軸提出了更高的要得出了徑向電磁力的力波次數(shù)及頻率，并與有限元法求，即在重切削工況下永磁同步電主軸必須有足夠的計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對照，

8、得出引起電主軸電機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出能力。改善永磁同步電主軸氣隙磁場是一個振動的主要原因是徑向電磁力的重