磁极错位削弱永磁直线伺服电动机齿槽法向力波动方法

夏加宽　沈　丽　彭　兵　宋德贤

（沈阳工业大学电气工程学院　沈阳　110870）

磁极错位削弱永磁直线伺服电动机齿槽法向力波动方法

夏加宽沈丽彭兵宋德贤

（沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870）

单边平板式永磁直线伺服电动机（PMLSM）在运行过程中动、定子之间存在较大的法向力波动，法向力波动引起的摩擦力摄动和机床振动极大地影响了机床的加工精度，齿槽效应是引起永磁直线伺服电动机法向力波动的一个重要原因。为此，采用麦克斯韦张量法推导了动子边齿无限长无端部效应的PMLSM法向电磁力的解析表达式，揭示齿槽效应引起的法向力波动的规律。通过对傅里叶分解系数的分析，得出齿槽效应产生的法向力波动的主要谐波次数，提出永磁磁极三段错位法以削弱其引起的主要谐波法向力波动，消除传统的斜极、移相优化方法产生的电动机横向俯仰运动。最后以齿槽法向力波动较为明显的12槽8极PMLSM为例，采用有限元仿真和实验验证，结果证明该方法不仅能够削弱齿槽效应产生的法向力波动，还能在推力基本保持不变的情况下，有效地削弱推力波动。

永磁直线伺服电动机齿槽效应法向力波动磁极三段错位法

0　引言

永磁直线伺服电动机以其推力大、加速度高、实现直线进给系统“零传动”等优点，成为高精、高速数控机床的重要功能部件［1，2］，广泛应用于高精密光学加工与检测等领域［3，4］。平板型永磁直线伺服电动机的动、定子之间存在较大的法向电磁力，同时，由于存在齿槽效应、端部效应和磁动势谐波等，在电动机运行过程中，还存在法向力的波动。……