400-003-6080

磁悬浮平面电机的有限元分析
  • 时间: 2020-06-05
  • 作者: rootfea
  • 文章来源:

平面电机(Planar Motor)是一种可以直接将电磁能转换为平面运动的电机。通常由定子、转子和支撑部件等部分组成,在支撑部件的限制和电磁力的作用下,平面电机的动子能够带动负载产生两维的平面运动。磁悬浮平面电机是一种新型的驱动元件,对它的研究国内尚属空白。磁悬浮平面电机无需机械导轨支撑,可以直接实现大行程的二维平面驱动,极大简化了机械运动结构,且体积小、质量轻,可实现高速运动。此外,由于无需机械或气浮支撑,可在真空条件下实现精密运动。磁悬浮工作平台不仅要求有极高的速度和加速度,在定位和运动两个方面还要求有非常高的精度。这种场合卜,传统的旋转电机就不能达到磁悬浮平台的运动要求了,而平面电机就能够比较全面的满足磁悬浮平台的驱动要求。在功能转换上,平面电机是一种直接将电能转化为平面运动的新颖电机,除了可以满足比较大的位移需求外,还可以实现微控制领域的高频驱动和微位移。正是因为平面电机具备制动力强、动态反应敏捷、传动平稳性好、工作行程广、运动精度高,以及不要求添加任何中转传递机构等优点,平面电机成为磁悬浮平台优先选择的驱动源。以下为本根有限元为某磁悬浮平面电机进行的有限元分析。


案例模型

1、电机的磁钢阵列与绕组线圈模型


电机的磁钢阵列与绕组线圈模型


2、Maxwell分析电机有限元模型


Maxwell分析电机有限元模型


电机气隙磁场分析

3、Bx磁场分量场强图


Bx磁场分量场强图


4、By磁场分量场强图


By磁场分量场强图


5、Bz磁场分量场强图


Bz磁场分量场强图


6、不同模型磁钢阵列磁场强度差异


不同模型磁钢阵列磁场强度差异


电机静推力分析

7、水平X方向运动下单个线圈受力


水平X方向运动下单个线圈受力


8、水平Y方向运动下单个线圈受力


水平Y方向运动下单个线圈受力


在ANSOFT MAXWELL软件中,建立了磁悬浮平面电机的三维模型,在磁钢磁化均匀的情况下,也不考虑动子绕组线圈边侧端面效应等假设条件的情况下,对磁钢阵列与绕组线圈模型进行了有限元分析,得到了电机气隙磁场不同方向的分布和电机静推力变化曲线图,为研发人员提供重要的参数依据。

返回列表

更多精彩