永磁同步伺服电机电磁设计与优化

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1、分类号学号M201171227学校代码10487密级硕士学位论文永磁同步伺服电机电磁设计与优化学位申请人：李亮学科专业：电气工程指导教师：曲荣海教授答辩日期：2014年1月9日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringElectromagneticDesignandOptimizationofPermanentMagnetSynchronousServoMotorCandidate:

2、LiangLiMajor:ElectricalEngineeringSupervisor:Prof.RonghaiQuHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJanuary,2014独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的

3、法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本论文属于保密□，在年解密后适用本授权书。不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要伺服电机是数字化

4、机械设备的核心部件之一，伺服电机的性能直接决定了数字化机械设备的运行性能。伴随着现代制造技术的快速发展，伺服电机的应用领域覆盖了国民经济的各个领域，市场需求越来越大。数控机床是伺服电机最主要的应用领域。据中国机床工具协会统计，在数控系统的三个组成部分中，伺服驱动和伺服电机一般占到成本的四分之三。如何研制出与国际上的知名厂商相媲美的高性能、低成本的伺服电机已成为一个亟待解决的技术问题。本文要求设计其中一款转矩2.7Nm小型伺服电动机。首先详细研究了伺服电动机的稳态运行原理和故障情况下的电机出现的危害。随后对现代永磁电动机

5、应用非常广泛的分数槽技术做了仔细分析，对比了分数槽和整数槽的优缺点，结合本课题所设计的电机对分数槽做了评估，为后面设计分数槽提供理论指导。本文重点研究了伺服电机的整个设计过程。包括电机结构选择、材料选择、绕组设计、电机尺寸确定、转矩优化等。用有限元软件分析了伺服电机各种工况下电机的磁密、反电势、转矩、短路电流等结果。最后，本文研究了永磁同步电机的存在的一个普遍问题，即如何降低齿槽转矩。首先从理论上对齿槽转矩产生的原理进行分析，得出齿槽转矩的表达式，然后研究了减小齿槽转矩的各种方法，并比较了各种方法的效果和优缺点。关键词

6、：永磁同步伺服电机分数槽电磁设计齿槽转矩I华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTServomotorsareoneofthecorecomponentsofdigitalmachinery.Itsperformancedirectlydeterminesthedigitalmachinery’sequipmentperformance.Withtherapiddevelopmentofmodernmanufacturingtechnology,servomotorapplicationscoveringallarea

7、softhenationaleconomy,themarketdemandisgrowing.Computernumericalcontrolmachinetoolsarethemostimportantapplicationsofservomotors.AccordingtotheChinaMachineToolAssociation,servodrivesandservomotors,oneofthethreecomponentsofthecomputernumericalcontrolmachinetools,a

8、regenerallyaccountedforthreequarterofthecost.Howtodevelopwithwell-knownmanufacturersinternationallycomparablehigh-performance,low-costservomotortechnologyhasbecomeanu