嵌入式异构力矩电机设计及应用

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1、万方数据分类号：TMl53@单位代码：11232密级：◆f京信息科枝太孝工程硕士(专业)学位论文嵌入式异构力矩电机设计及应用学院：专业：学号：■V●作者：学校指导教师：企业指导教师：完成日期：机电工程学院机械工程2012020047王钦杨庆东教授二零一四年十二月二十八日万方数据学位论文版权使用授权书本人完全了解北京信息科技大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本。学校有权保留学位论文并向中国科学技术信息研究所等国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质

2、版，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。学校有权适当复制、公布论文的全部或部分内容。学校有权将本人的学位论文加入《中国优秀硕士学位论文全文数据库》和编入《中国知识资源总库》。学位论文作者签名：王敛即仃年f月z-／日口公开口保密(——年——月)(保密的学位论文在解密后应遵守此协议1指导教师签名：拓驭彳，学位论文作者签名：王锭勋心年f月27日7,o／3"年1月27日万方数据硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文题目为《嵌入式异构力矩电机设计及应用》学位

3、论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除了文中特别加以标注的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、己公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均己在文中以明确方式标明并表示了谢意。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。作者签字：呈镟20i．1-年1月27日万方数据摘要机床直驱技术解决了间接驱动引起的弹性形变、摩擦、反向间隙等问题，具有较高的动态响应特性，而作为直驱动力输出的最佳选择，永磁电机因其体积小、能量密度高

4、、结构简单，可将电机嵌入到转台、摆头等功能部件内部。但是，直驱电机输出的任何转矩波动都将直接作用于工件表面，无法通过中间传递环节削弱转矩波动对磨削表面的影响，从而形成磨削波纹。齿槽转矩是转矩波动的主要因素，为提高电机转矩特性和磨削精度，必须对电机齿槽转矩进行深入的理论研究和实验分析，从异构电机的角度提出削弱磨削波纹的有效方法。本文采用能量法，推导了外转子和盘式力矩电机齿槽转矩表达式，通过优化单转子电机结构参数，削弱齿槽转矩，分别得到了这两类电机的最佳参数：结合这些参数，设计了内外双转子、双外转子和

5、盘式双转子三款异构电机，并应用于转台；与传统转台相比，异构电机转台齿槽转矩可削弱40％．50％，其中从设计难度、制造成本综合评价，双外转子转台设计方案最佳。实验采集某型号磨床不同工况下的磨削波纹，分析了磨削波纹与转台驱动电机齿槽转矩波动的关系，得到了削弱磨削波纹的理论依据，在理论上说明了异构电机转台能够有效削弱磨削波纹。关键词：直驱转台；齿槽转矩；磨削波纹；异构电机万方数据ABSTRACTMachinetoolsdirectdrivetechnologysolvestheelasticdeform

6、ation，friction，backlashandotherissuescausedbyindirectdriveandcanimprovethedynamicperformanceofthesystem．Permanentmagnetmotorscanbeembeddedwithintherotarytableand2-axismillingheadbecauseofsmallsize，hi曲energydensity,simplestructure．However,withoutthetra

7、nsmissionmechanism，directdrivemotoroutputtorqueripplewilleffectontheworkpiecesurfaceformingthegrindingripple．Coggingtorqueisthemajoreffectfactorsoftorqueripplewhichneedtobeweakentoimprovemotortorquecharacteristicsandthenimproveprecisiongrinding．Inthis

8、paper,basedontheenergymethod，weanalyzetheinfluencingfactorswhichcouldweakencoggingtorqueandobtaintheequation．Usingfiniteelementanalysistools，wemodelthedisctorquemotorwithaxialmagneticfieldandtheoutertorquemotorwitllradialmagneticfield．Theoptim