进给系统用双边磁通切换永磁直线电机研究

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1、学校代風１０２８６分类号，，ｉＴＭ３５１密级：公开ＵＤＣ．：６２１３学号：１０９３６０＇＇＇．一＇。；：。叫献恥五成＊，＾＾＇＊‘＇聲，１一；１巧。运：常ｉ捧呼ｔ兮＾東兩大嗦博±学位论文进给系统用双边礎通切换永礎直线电机研究研巧生姓名：刘强导师姓名；余海涛申请学位级别工学博±学位授予单位东南大学一２０级学科名称电气工程论文答辩日期１５年０７月１０日二级学科名称学位授予日期２０１５年月曰答辩委员会主席王宏巧评阅人盲审２０１５年１１月１１日乘兩大

2、？參博±学俭论文进给系统用双边據通切换永磯直线电机研究专业名務：由气工程研究生姓名：刘强导师姓名：余海涛ＳＴＵＤＹ－ＯＮＡＤＯＵＢＬＥＳＩＤＥＤＬＩＮＥＡＲＦＬＵＸ－ＳＷＩＴＣＨＩＮＧＰＥＲＭＡＮＥＮＴＭＡＧＮＥＴＭＡＣＨＩＮＥＦＯＲＤＩＲＥＣＴＤＲＩＶＥＳＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒｉ化ｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅｏｆＤｏｃｊｔｏｒｏｆＥｎｇｎｅｅｒｉｎｇＢＹＬｉｕｉａｎＱｇＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙ

3、Ｐｒｏｆ．ＹｕＨａｉｔａｏＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＮｏｖｅｍｂｅｒ２０１５，东南大学学位论文独创性巧明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巧成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研巧成果，一也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。、｜＇０｜／研巧生签名：：＞户＿日期

4、东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研巧所、国家图书馆有极保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相－致Ｉ，可Ｗ公布（包括Ｗ电子信息形式刊。除在保密期内的保密论文外允许论文被查阅和借阅登）论文的全部内容或中。论文的公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）授权东、英文摘要等部分内容南大学研究生院办理。辦《护Ｗ研巧生签名：也全色导师签名：方日期：兴摘要直线型磁通切换永磁电机（ＬｉｎｅａｒＦｌｕｘＳｗｉｔｃｈｉｎｇＰｅｒｍａｍｅｎｔＭａｃｈｉｎｅ，ＬＦ

5、ＳＰＭ电机）与开关磁阻电机有着共同的基本工作原理，双凸极的结构Ｗ及初级永磁使ＬＦＳＰＭ电机具有相对较低的制作成本，永磁型的励磁形式使其具备了永磁电机类似的磁场变化规律一系列的优良特性及其。基于加工过程对于精密加工进给系统的推力和精度要求，本文一提出了种适用于进给系统的具有多极和双边结构的直线型磁通切换永磁电机（Ｄｏｕｂ－ｌｅｓｉｄｅｄＬｉｎｅａｒＦｌｕｘＳｗｉｔｃｈｉｎｇＰｅｒｍａｎｅｎｔＭａｇｎｅｔＭａｃｈｉｎｅ，ＤＬＦＳＰＭ电机），并对电机的各项参数性能进行了设计和优化。首先，介绍了ＤＬＦＳＰＭ电机的演变过程，分析了

6、电化的电动运斤和发电运斤原理，并对电机的运行原理进巧了有限元验证，仿真了电机的永磁磁链、反电动势、推力、定位力等主要特性。选择了初级永磁型双边型直线电机作为进给载体，并确定了电机的基本结构。利用有限元方法对ＤＬＦＳＰＭ电机的各项性能进行了计算和分析，并对电机的定位力及推力波动的抑制方法进行专题研巧。研巧了电机的不平衡电磁力，建立了电机的不平衡电磁力的数学模型，并对该电机在各种参数变化的。情况下的不平衡电磁力进行了仿真分析研究了ＤＬＦＳＰＭ电机加工过程的要点及流程，依托课题组搭建的驱动控制系统进行了电机的试验。本论文主要研巧成果包括Ｗ下几

7、个方面：■根据进给系统对直线电机的性能要求，选择了动子初级永磁型结构，确定了ＤＬＦＳＰＭ电机的动子齿数和定子齿数，并确定了电机的相间距等主要参数。利用有限元方法优化了永磁体磁化方向长度、气隙长度、电流等对于ＤＬＦＳＰＭ电机的磁链、反电动势、定位力、电磁推力的影响。最后综合确定了电机的尺寸及参数。■基于ＤＬＦＳＰＭ电机的双边型结构，利用定子齿非对称分布的方法（ＡＤＳＴ）和定子齿错位（ＳＳＰＴ）对ＤＬＦＳＰＭ电机的定位力进行优化。利用有限元的方法计算了低速状态下ＤＬＦＳＰＭ电机的铁芯损耗，并利用铁芯损耗的方法计