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《基于等效磁路法的平动式啮合电动机静态转矩求解》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第35卷第2期北京化工大学学报Vol.35,No.22008年JOURNALOFBEIJINGUNIVERSITYOFCHEMICALTECHNOLOGY2008基于等效磁路法的平动式啮合电动机静态转矩求解徐强廖启征魏世民黄昔光(北京邮电大学自动化学院,北京100876)摘要:阐述了平动式啮合电动机的结构和工作原理并采用等效磁路法建立了平动式啮合电动机的准线性分析模型。通过分析电机二维磁场分布和考虑电机特殊的电磁结构,提出了用三种磁通管单元来近似磁场分布,并借用磁力线和等磁位线互换的方法,将磁力线分布不均匀的磁通管引入到分析模型中,有效的处理了平动式啮合电动机中的磁
2、场分布不均匀和磁路局部饱和,使分析模型得到简化并兼顾了求解精度。其静态转矩计算结果与有限元结果相吻合,验证了分析模型的合理性和准确性,表明该模型可以作为平动式啮合电动机结构优化设计的有效分析手段。关键词:平动式啮合电动机;等效磁路法;准线性模型;磁通管;静态转矩中图分类号:TM302;TM35919计及铁磁材料的非线性。文献[529]利用有限元分引言析结果,针对不同类型的磁阻电机建立了改进后的平动式啮合电动机是一种通过定转子间磁阻的等效磁路模型,将磁通管、重复单元、气隙比磁导和变化将电能转化为机械能,使转子绕定子作圆周平齿层比磁导等方法引入到模型中,并对定转子齿部动
3、,进而可直接由转子带动摆线机构,通过摆线机构的局部饱和现象作了不同程度的处理,大幅提高了的减速输出大扭矩的高集成度电动机(文中简称为模型的求解精度。本文考虑到平动电机与磁阻电机平动电机)。基于其特殊结构和运行原理,该类电机相似且独特的电磁结构,在参照文献[529]中建立磁具有效率高、启动快、大扭矩、低转速和可带载启动阻电机等效磁路模型所用方法的同时,对有限元模[1]的优势。由于该类电机具有上述优势,有必要对型所给出的平动电机二维磁场分布进行了分析,在其性能进行深入研究。静态转矩是分析电机性能的此基础上,将平动电机中的磁导单元分为三类,并依基础,对于具有特殊结构和转子
4、运行方式的平动电据电机特殊的电磁结构,采用磁力线和等磁位线互[10]机,静态转矩的求解就尤为重要。但对于具有类似换的方法,将磁力线分布不均匀的磁通管引入到磁阻电机磁路饱和特性的平动电机而言,必须计算分析模型中,并结合等效磁路法,建立了平动电机的一组不同转子位置下的磁化曲线族,然后依据磁共准线性分析模型。其所得静态转矩结果与有限元结能方法获得准确的静态转矩。有限元方法已被证明果相吻合,证明了该方法可以代替有限元成为平动是一种用于电机磁场分析和求解磁化曲线族的最有电机结构优化设计的有效分析手段。[224]效的方法。但相对于有限元,磁路法的数据准1平动电机的结构和工作原理
5、备工作量小,耗时少、易于优化设计的实施,并在磁[529]阻电机的磁场分析中得到了普遍的应用。平动电机的结构和工作原理与传统的交直流电文献[1]采用了等效磁路法对平动电机的样机机有很大的差别。图1为典型的四极四相平动电机建立了计算模型,但是模型较为简化,没有在计算中的结构原理图。平动电机的定转子均为导磁材料构成,转子为圆环结构,既无绕组也无永磁体,定子为收稿日期:2007209205类似于磁阻电机的四极结构。在定子的每一极上绕基金项目:教育部博士点基金(20050013006);国家863专制有集中绕组,且每一绕组相互独立,自成一相。平项(2007AA04Z211)动
6、电机的运行原理与磁阻电机类同,都是遵循“磁阻第一作者:男,1977年生,博士生最小原理”。当电机各相绕组按顺序导通时,转子便E2mail:xubuptmo@yahoo.com.cn在磁场作用下产生向使闭合磁路的磁阻最小的位置第2期徐强等:基于等效磁路法的平动式啮合电动机静态转矩求解·77·运动的趋势。由于平动电机中集成了在图1中等效组为励磁绕组,在本次磁通变化周期中始终处于单为ABba的孔销式平行四杆约束机构,使转子在电相导通状态。图2(a)中转子正处于本次周期的初磁力和约束机构的共同作用下绕定子轴心O1作半始位置,图2(d)则对应本次周期的转子终点位置。径为O1O
7、2的圆周平动。顺序给A2D2C2B相绕组在磁通变化周期中,定子极间漏磁和绕组匝间漏磁通电,则转子按顺时针方向连续做圆周平动;反之,都很小,由励磁绕组产生的磁通绝大部分都经过励依次给D2A2B2C相绕组通电,则转子将沿逆时针方磁绕组所在磁极。由此可以在磁路模型的建立中忽向公转。在转子的带动下,与转子固连并同轴的摆略极间漏磁和匝间漏磁的影响。线齿圈将依据摆线啮合原理,驱动与定子同轴线的摆线外齿轮以1/i倍于转子公转的速度做定轴转动,输出i倍于电磁转矩的扭矩(i为摆线机构传动比)。图1平动电机的结构原理图Fig.1Constructionprincipleoftran
