一种磁悬浮永磁直线电动机的电磁力特性

蓝益鹏，张武，张凤阁

(沈阳工业大学 特种电机与高压电器教育部与辽宁省共建重点实验室，辽宁 沈阳110870)

0 引言

摩擦阻力是制约直线电机数控机床性能和加工精度的重要因素之一，将磁悬浮技术应用于直线驱动系统研制新一代高精高速数控机床有着重要意义[1－3]。目前主要采用电磁铁实现直线电机磁悬浮来消除摩擦[4－6]，其缺点是需要多点支撑悬浮，装置复杂。针对以上问题，本文提出一种新型磁悬浮永磁直线电动机，该电动机的动子上有两套绕组，一套绕组用于产生电磁推力，另一套绕组用于产生磁悬浮力。它不需要电磁铁悬浮系统，是靠永磁直线电动机自身产生的磁悬浮力来运行，既能够实现零传动快速进给，又能够解决困扰高精高速数控机床消除摩擦问题的技术难点。即不增加实现悬浮的功耗，同时降低了装置的复杂性，克服了传统磁悬浮技术的一些不足。

齿槽定位力是引起电机推力波动的主要因素之一[7－10]，使电机不能平稳运行，影响电机的性能，同时使电机产生振动和噪声[10－13]。有关永磁电机齿槽转矩计算方法和削弱方法的研究，文献[7－9]研究了电枢齿的形状、极数和槽数配合对齿槽转矩的影响;用磁极不对称、开辅助槽、不同槽口宽度配合等方法减小齿槽转矩。文献[11]采用非线性二维有限元法计算转子偏心及定子斜槽的凸极同步发电机的空载支路电压。文献[12]利用斜极的方法削弱盘式永磁电机的齿槽转矩，采用多层分片法建立电机的二维有限元模型，研究整体磁极斜极与分段磁极斜极对齿槽转矩的不同影响。……