磁懸浮開關(guān)磁阻球形電機結(jié)構(gòu)設計與三維磁場分析.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，磁懸浮技術(shù)和多自由度運動機構(gòu)受到了越來越多的重視。本文結(jié)合磁懸浮技術(shù)和多自由度電動機的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，提出了一種新型無軸承多自由度電機--磁懸浮開關(guān)磁阻球形電機。該類電機特有的球形結(jié)構(gòu)，無法照搬傳統(tǒng)電機的研究方法與經(jīng)驗，其研究具有開拓性和前沿性。目前，磁懸浮開關(guān)磁阻球形電機還處于理論探索階段，主要內(nèi)容局限為電磁模型、運動學模型及動力學模型的理論推導與計算。
　　 本文研究的磁懸浮開關(guān)磁阻球形電機是機電一體

2、化復雜的綜合系統(tǒng)。具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、力學性能指標高等優(yōu)點。
　　 本文具體工作包括以下幾個部分：
　　 1.介紹了多自由度電機的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢，提出了磁懸浮開關(guān)磁阻球形電機的研究方向。
　　 2.對磁懸浮開關(guān)磁阻球形電機定轉(zhuǎn)子磁極球面的分布規(guī)則進行了分析計算，分別介紹了采用近似等邊球面劃分原則和基于球面多面體的磁懸浮球形磁阻電機定轉(zhuǎn)子磁極的分布。
　　 3.應用球諧函數(shù)理論，對磁懸浮開關(guān)磁阻球

3、形電機磁場進行了計算，得到了磁場解析模型，推導了電磁轉(zhuǎn)矩和懸浮力公式。為后期磁懸浮開關(guān)磁阻球形電機的有限元仿真計算建立了可靠的理論基礎。
　　 4.設計了磁懸浮開關(guān)磁阻球形電機的總體結(jié)構(gòu)和相關(guān)的零部件結(jié)構(gòu)，從機械和電磁兩方面設計并優(yōu)化了電機結(jié)構(gòu)。
　　 5.介紹了三維有限元法計算電機磁場的基本原理；利用有限元軟件建立了磁懸浮開關(guān)磁阻球形電機有限元模型；分析了電機轉(zhuǎn)子凸極厚度對氣隙磁場的影響；對懸浮力、轉(zhuǎn)矩、電感及磁鏈特性