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      2. 400-003-6080

        磁懸浮平面電機的有限元分析
        • 時間: 2020-06-05
        • 作者: rootfea
        • 文章來源:

        平面電機(Planar Motor)是一種可以直接將電磁能轉換為平面運動的電機。通常由定子、轉子和支撐部件等部分組成,在支撐部件的限制和電磁力的作用下,平面電機的動子能夠帶動負載產生兩維的平面運動。磁懸浮平面電機是一種新型的驅動元件,對它的研究國內尚屬空白。磁懸浮平面電機無需機械導軌支撐,可以直接實現大行程的二維平面驅動,極大簡化了機械運動結構,且體積小、質量輕,可實現高速運動。此外,由于無需機械或氣浮支撐,可在真空條件下實現精密運動。磁懸浮工作平臺不僅要求有極高的速度和加速度,在定位和運動兩個方面還要求有非常高的精度。這種場合卜,傳統的旋轉電機就不能達到磁懸浮平臺的運動要求了,而平面電機就能夠比較全面的滿足磁懸浮平臺的驅動要求。在功能轉換上,平面電機是一種直接將電能轉化為平面運動的新穎電機,除了可以滿足比較大的位移需求外,還可以實現微控制領域的高頻驅動和微位移。正是因為平面電機具備制動力強、動態反應敏捷、傳動平穩性好、工作行程廣、運動精度高,以及不要求添加任何中轉傳遞機構等優點,平面電機成為磁懸浮平臺優先選擇的驅動源。以下為本根有限元為某磁懸浮平面電機進行的有限元分析。


        案例模型

        1、電機的磁鋼陣列與繞組線圈模型


        電機的磁鋼陣列與繞組線圈模型


        2、Maxwell分析電機有限元模型


        Maxwell分析電機有限元模型


        電機氣隙磁場分析

        3、Bx磁場分量場強圖


        Bx磁場分量場強圖


        4、By磁場分量場強圖


        By磁場分量場強圖


        5、Bz磁場分量場強圖


        Bz磁場分量場強圖


        6、不同模型磁鋼陣列磁場強度差異


        不同模型磁鋼陣列磁場強度差異


        電機靜推力分析

        7、水平X方向運動下單個線圈受力


        水平X方向運動下單個線圈受力


        8、水平Y方向運動下單個線圈受力


        水平Y方向運動下單個線圈受力


        在ANSOFT MAXWELL軟件中,建立了磁懸浮平面電機的三維模型,在磁鋼磁化均勻的情況下,也不考慮動子繞組線圈邊側端面效應等假設條件的情況下,對磁鋼陣列與繞組線圈模型進行了有限元分析,得到了電機氣隙磁場不同方向的分布和電機靜推力變化曲線圖,為研發人員提供重要的參數依據。

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