新型盘式横向磁通永磁无刷电机的结构原理及设计优化

作者：张文晶; 徐衍亮^*; 李树才

来源：电工技术学报, 2021, 36(14): 2979-2988.

DOI：10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.200401

• 工业机器人
• 横向磁通电机
• 盘式电机
• 软磁复合材料
• 多目标优化

伺服电机是工业机器人的执行驱动装置,目前普遍采用表贴式永磁同步电机,但是该类型电机的轴向绕组端部以及较高质量的转子无法进一步满足工业机器人小型化以及高动态性的要求。该文提出一种应用于工业机器人的新型盘式横向磁通永磁无刷电机(DTFM),通过节省绕组轴向端部以及结合工业机器人的具体要求对电机内部空间进行合理设计,可以有效减小电机体积;另外,电机转子采用小体积、低质量的盘式结构可以提升电机的动态性能。首先,给出这一新型DTFM的结构和原理;其次,对DTFM的功率方程及主要尺寸进行理论推导,得到该种电机的初步设计方案,基于此,分析电机的结构参数变化对电机性能的影响;再次,提出一种新型优化方法——神经网络与多目标粒子群算法相结合的优化策略,对该种电机进行优化设计研究;最后,设计制作DTFM样机进行实验,验证电机性能的优越性。

• 单位
  山东大学