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机器人用永磁交流伺服电动机的设计与电磁参数分析
资料介绍
作为机器人伺服系统中的关键执行元件一伺服电机，虽然国内的一些单位已开始研究并取得了一些进步，部分产品已在国产机器人中得到应用，但与国外高性能的伺服电机相比，还存在较大差距，无法满足高端机器人的需要。本课题的研究工作主要围绕机器人用永磁交流伺服电动机展开的，通过研究机器人用永磁交流伺服电动机的关键技术问题，设计开发出满足高端机器人用的高性能永磁交流伺服电动机。首先，分析电磁场计算中的精度问题，以确保电磁场计算结果的准确性。应用ANSOFT软件对电机的转矩波动、漏磁因数和电感参数进行了电磁场分析计算。机器人用永磁交流伺服电动机对低速运行平稳性要求很严格，电机转矩波动的大小直接影响着低速运行的平稳性。因此，本文对如何减小永磁交流伺服电动机的转矩波动进行了详细的分析计算，如：采用不同形状的永磁体和不同极槽配合等方法。比较了不同永磁体形状和不同极槽配合对转矩波动的影响，不同极槽配合既有整数槽绕组也有分数槽绕组。漏磁因数直接关系着电机结构的选择，由于漏磁因数在电机设计中是估计值，有 定的误差，为了使设计更加准确，木文用电磁场分析计算了漏磁因数的大小。减小电感值可以提高电机的快速反应能力。为了准确的计算电感值，本文也用电磁场计算了电感值。电磁场计算为电机设计提供理论基础。
其次，解决了机器人用永磁交流伺服电动机的关键技术，包括电机功率体积比和功率重量比要大、电机过载能力要大术和电机的快速反应能力关键技术，在考虑关键技术的同时，优化选择了气隙、铁心长度、永磁体厚度和定子内径的尺寸。根据机器人电机调速范围宽的特点，为了使电机的频率不是太高，合理的选取了极对数。优化了转子结构，以提高电机的动态性能。
最后，开发出1.3kW机器人用永磁交流伺服电动机样机。对该样机进行了试验，比较分析试验值、设计值。
关键词：伺服电动机，转矩波动，机器人，极槽配合
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| 机器人用永磁交流伺服电动机的设计与电磁参数分析.pdf | 10M |
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