嵌入式力矩电机的设计方法研究.pdf

入式絕电机的造计右法研究
□王洪根□杨庆东
北京信息科技大学机电工程学院北京100192
摘要:介绍一种用于机床直驱部件的嵌入式力矩电机的设计和电磁结构优化方法。为了使嵌入式力矩电机满足机
床内部结构紧凑的要求,必须具有较高的磁密。通过计算分析,得到不同长径比、不同磁极对数、不同槽极比与力矩的关系
曲线,然后提出适合于机床部件嵌入式力矩电机的力矩设计经验参考公式。通过有限元软件对电机模型的分析和对样机
输出力矩的测试,验证了设计的合理性。
关键词;嵌入式力矩电机直接驱动电机设计
中图分类号:TH123
文献标识码:B
文章编号:1000-4998(2014)01-0028-04
Abstract: This paper introduces a method for designing of the embedded torque motor as a direct drive assembly for machine
tools and for optimization of the ele netic ucture In order to let the embedded torque motor satisfy compact structure in the
machine higher flux density should e presented Through computational analysis it is available to obtain varied length-diameter
ratio, various numbers of pole pairs if rent slot-to-pole ratio and torque curve relationship and set forth the reference formulas for
empirical design of embedded torque motor that is adaptive to the machine assemblies. By analyses of the motor model with finite
element software and test of the output torque of the prototype, the rationality of the design has been verified.
Key words: Embedded Torque Motor Direct Drive Motor Design Empirical Formula
为实现高档数控机床高速、高精度的要求,选择力小结构尺寸时有足够的输出力矩。本文对嵌入式力矩
矩直接驱动电机(简称直驱)作为进给部件的高档数电机主要设计参数进行优化,得出嵌人式力矩电机设
控机床在不断增加。如力矩电机直接驱动转台、双摆计的经验公式。
铣头等,抛弃传统的中间机械传动装置,实现了“零传
动”2,使电机直接与负载相联,将电磁力直接作用デ1嵌入式力矩电机的结构特点及约束条件
运动体。其优点有:机械部件减少,驱动结构紧凑?;无1.1嵌入式力矩电机的结构特点
反向间隙,加工精度高;高动态性,高伺服性的。
力矩电机有多种分类方式,按其结构形式分为:内
高档数控机床要求结构更加简单紧凑,这使机床转子力矩电机、外转子力矩电机、内外转子力矩电机
内部空间减小,必然要求减小其内部功能部件总体尺盘式单边力矩电机等(图1)
寸,使用嵌入式力矩电机可实现节省空间的目的。嵌入
不同力矩电机特性差异很大,应根据具体设计要求
式力矩电机要求大的输出力矩,依据直驱部件工况的选择力矩电机,表1给出了不同结构力矩电机的特性。
不同,其结构受到外部空间的限制,所以电机轴向长度
目前数控机床上的嵌入式力矩电机主要是外转子
和径向长度有很多变化,这就要求嵌入式力矩电机在和内转子结构,因为其结构简单,容易实现安装和冷
米北京市教委科技成果转化项目(编号:PXM2013-014224-000062)
却,尤其是外转子结构的力矩电机,在相同的外部尺寸
收稿日期:2013年8月
限制下,转子磁轭上可以安装更多的永磁体,比内转子
的运行提供技术支持。纯电动车充换电站基础配套设
机仿真,2013,30(2):135-139.
施的建立,需要联合汽车制造商、电网企业及当地政府[4]查鸿山,宗志坚.纯电动汽车动力匹配计算与仿真「J.中
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(编辑丁罡)
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2014/1
机械制造52卷第s93期ラ