机器人用高过载永磁电机设计

发布时间：2024-03-10 04:55

　　永磁同步电动机具有功率密度高、转矩密度大、过载能力强、效率高、体积小等优点,广泛应用在航空航天、工业机器人、电动汽车等领域。随着我国“2025计划”的进行,工业机器人行业发展迅猛,工业机器人对于永磁同步电动机的要求越来越高,常规设计的电机无法满足机器人行业的高要求。在这种形势下,本文对机器人用永磁同步电动机进行研究设计。阐述了所选题目的研究背景和意义,介绍了机器人用驱动电机的类型以及永磁电机的优势,分析了多款机器人用永磁伺服电机的性能指标。综述了机器人用永磁同步电动机的国内外研究发展情况,主要包括提高过载能力、永磁电机设计、降低损耗与温升等关键技术的研究现状。总结造成国内外机器人发展差距的原因,引出本文主要的研究内容。首先,分析影响永磁同步电动机过载能力的因素。从电磁转矩的基本公式出发,找到影响电机过载能力的参数反电动势和交直轴电抗,对比分析了不同转子磁路结构对电机过载能力的影响,研究定子内径和气隙长度等结构参数对过载能力的影响方式。进而分析得出相关结构参数对于永磁同步电动机过载能力的影响规律。其次,设计了一台机器人用高过载永磁电机。对定子外径、磁路结构、定子裂比、气隙长度等参数进行了...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1输出转矩测试值与仿真值对比

第1章绪论功率，推导计算得到永磁同步电机的最大输出功率与最大输样通过增大输入电流的极限，来增大永磁同步电机的过载能饱和问题、电枢反应以及温升、退磁等方面的影响进行了分析数槽和分数槽、极槽配合以及齿槽面积比例、磁钢尺寸和极对构参数对永磁电机极限输出能力的影响。

图1.2新型单双层绕组展开图

沈阳工业大学硕士学位论文先根据设计要求初步对定转子内外径、极槽配合、绕组形式等进行选取，通过路算得出手算结果。然后利用有限元软件进行详细计算分析，确定最终方案。论文还还针对工业机器人对永磁电机的过载能力和转矩脉动的要求，分析计算了采用一种单双层绕组绕组结构形式的永磁电机的性能，绕....

图1.3DSPM-DRM结构示意图

第1章绪论要尺寸，并建立电机模型。论文研究了气隙长度、永磁体充磁尺寸参数，分析了他们是如何影响永磁电机的输出能力的，并出最优转矩脉动及转矩密度的数据。论文采用遗传控制算法主要结构参数优化调整，得到最终设计数据并制造了实验样机电机进行相关参数仿真，对比仿真与实验结果发现基本一....

图2.1过载时的永磁同步电机向量图

如图2.1所示。由向量图可知负载反电势δE的大小受输入电流的影响，当输入电流过大时，其大小会无限接近母线电压，甚至达到母线电压。由于母线电压的限制，输入电流无法进一步增加，电流不能增加，输出转矩也就受到限制。影响负载反电动势的因素除了电流外，就是电枢反应电抗的大小。减小交直轴....

本文编号：3924275