永磁同步驱动轴向柱塞液压电机泵电磁场研究.pdf

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2 0 1 1 年 2月 第 3 9卷 第 3期 机床与液压 MACHI NE T00L HYDRAUL I C S Fe b .2 0l 1 Vo 1 . 3 9 No . 3 D OI 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 13 8 8 1 . 2 0 1 l _ 0 3 . 0 0 2 永磁同步驱动轴 向柱塞液压 电机泵 电磁场研究 高殿 荣,张 大杰 ,温茂森 ,刘金 慧 燕山大学机械工程 学院,河北秦皇岛 0 6 6 0 0 4 摘要提出轴向柱塞泵和永磁同步电机一体化的动力单元 ,介绍永磁同步轴向柱塞液压电机泵的结构和工作原理。利 用 A N S Y S / E ma g模块对带有不同冷却流道的电机泵模型对应的空载和负载电磁场进行数值计算并对结果进行处理,得到不 同电机泵模型的电磁场分布及油隙磁感应强度,并进行对比分析;将 A N S Y S中的负载油隙磁感应强度数据导入 M A T L A B 进行傅里叶分析,得到基波和高次谐波的分布情况。研究结果表明带有 l 2个条形冷却流道的电机泵铁心不易饱和,谐波 影响最小。研究结果为永磁同步驱动轴向柱塞液压电机泵的设计与优化提供理论依据。 关键词 电机泵 ;A N S Y S / E m a g ;电磁场 ;冷却流道 ;MA T L AB 中图分类号 T H 3 2 2 文献标识 码 A 文章 编号 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 1 3 0 0 55 S t ud y o n El e c t r o- M a g ne t i c Fi e l d o f Pe r ma n e n t M a g ne t Sy n c h r o no us Dr i v i n g Ax i a l Pi s t o n Hy dr a u l i c M o t o r Pump GA0 Di a n r o n g ,Z HANG D a j i e ,WEN Ma o s e n,L I U J i n h u i S c h o o l o f Me c h a n i c a l E n g i n e e r i n g , Y a n s h a n U n i v e r s i t y ,Q i n h u a n g d a o H e b e i 0 6 6 0 0 4,C h i n a Abs t r a c t Po we r u ni t wh i c h i n t e g r a t e d t h e p rin c i pl e o f a x i a l pi s t o n p ump wi t h p e r ma n e nt ma g ne t i c s y nc h r on o u s mo t o r wa s c o n c e i v e d .I t s s t r u c t u r e a n d w o r k i n g p ri n c i p l e we r e i n t r o d u c e d .ANS YS / Ema g mo d u l e wa s a p p l i e d t o s i mu l a t e t h e e l e c t ri c ma g n e t i c fi e l d o f t h e mo t o r p u mp wi t h d i f f e r e n t t y p e s o f c o o l i n g c h a n n e l u n d e r t h e c o n d i t i o n o f l o a d a n d u n l o a d .T h e s i mu l a t i o n r e s u l t s w e r e p r o c e s s e d t o g e t t h e e l e c t r i c ma g n e t i c fi e l d d i s t rib u t i o n a n d ma gn e t i c i n d u c t i o n i n t e n s i t y w i t h i n o i l g a p f o r d i f f e r e n t mo t o r p u mp mo d e l s .B y i n p u t t i n g t h e d a t a o f ma g ne t i c i n du c t i o n i n t e ns i t y wi t hi n o i l g a p i n t o s o f t wa r e MATLAB a n d a n a l y z i ng wi t h Fo u rie r,t he di s t ribu t i o n s o f h a r mo n i c an d f u n da me n t a l we r e o b t a i n e d.The r e s e arc h s h o ws t h a t t h e c o r e o f mo t o r p ump wi t h 1 2 r e c t a n g l e s e c t i o n c h a nn e l wi t h c i r c l e e n d i s n o t e a s y s a t u r a t i o n.Th e i n v e s t i g a t i o n p r o v i de s ba s i s for de s i g ni ng a n d o pt i mi z i n g t h e hy d r a u l i c mo t o r p ump. Ke y wor dsP e r ma ne n t ma g n e t i c mo t o r pu mp;ANSYS /Ema g;El e c t r i c ma gn e t i c fie l d;Co o l i n g c h a nn e l ;MATLAB 近几十年来 ,随着铝镍钴永磁 、铁 氧体永 磁 ,特 别是稀土永磁的相继问世,磁性能有了很大提高,许 多电励磁电机又纷纷改用永磁体励磁 。与电励 磁电机 相 比,永磁 电机 ,特 别是 稀 土永磁 电机具 有 结 构简 单 、运行可 靠 、体积 小 、质量 小 、损耗 小 、效 率高 、 电机的形状 和尺寸 可以灵 活多样 等显著优点 ” 。 永磁 同步电动机 的运行原理 与电励磁 同步 电动机 相同 ,但它是 以永磁体提供 的磁通替代后者 的励磁绕 组励磁 ,这样可以显著提高功率因数,减少定子电流 和定子 电阻损耗 ,而且在稳定运行时没有转子 电阻损 耗 ,进而可 以因总损耗降低而减少风扇和相应 的风摩 损耗,从而使其效率比同规格感应电动机可提高 2~ 8 个百分点 。 永磁电机是由永磁体建立励磁磁场的,因此电机 性能的很大一部分取决于永磁体的性能。目前的永磁 电机设计主要运用传统的磁路法 ,对于永磁 电机来 说,由于没有现成的经验修正系数 ,采用磁路近似的 方法常常得不到满意 的结果 。而 电磁场数值计算方法 可 以对整个 电机进行分析 ,并能 比较准确地计算出气 隙磁密值和波形 ,以及 电枢反应的影响 。 作者所提 出的永 磁 同 步驱动 轴 向柱 塞 液压 电机 泵 ,将 轴向柱塞泵 工作原理 、永磁同步电机工作原理 以及 电磁驱 动原理等有机地融合到一起 ,是集 同步永 磁交流电机驱动与控制技术、电传动技术以及液压技 术于一体的新型高效节能机电液一体化动力单元。由 于电机泵 的结构特殊 ,故 电机属 于非标准 电机 ,此种 电机泵无冷却风扇 ,电机泵工作中产生的热量可以由 所输送 的介质进行 自冷却 ,即利用流道里 的液压油带 走热量 ,因此冷却流道 的设计对 电机磁场分布和电机 泵散热至关重要 。 运用 A N S Y S软件 对此 种 电机 泵定 子 、转 子进行 三维有限元建模 ,并进行 驱动磁 场数 值计算 和分析 , 收稿 日期 2 0 1 0 0 42 2 基金项目国家 自然科学基金资助项 目 5 0 7 7 5 1 9 4 作者简介 高殿荣 1 9 6 2 一 ,男 ,教授 ,博士研究生导师 ,主要研 究方 向为 C F D、P I V、人工 血泵 、新型流体元 件等。电 话 1 3 9 3 0 3 4 9 7 0 6 。E ma i l g a o d r y s u . e d u . c n 。 6 机床与液压 第 3 9卷 得出磁隙 中有液压油流过时的磁场分布规律 ;同时利 用 M A T L A B软件 对 基波 及谐 波 分 布进 行 对 比分析 。 所作 的研究对永磁 同步驱动轴向柱塞液压 电机泵的冷 却流道布置以及电机的结构设计具有指导意义。 1 电机泵结构简介及有限元分析原理 1 . 1 轴 向柱塞 电机泵 的结构 永磁 同 步 驱 动 轴 向柱 塞 液压 电机 泵 主 要 由轴 向柱 塞 泵 和 永 磁 同步 电机 组 成 ,轴 向柱塞 泵部分 由斜 盘 、 配流盘 、柱塞等组 成 ; 永磁 同 步 电机 部 分 由 定 子 、永 磁 体 转 子 、 缸体 组 成 。其 中,电 机的转 子 也 是 柱 塞泵 的缸 体 ,且 电机 与 泵 共轴,转子永磁体磁 1 一 冷却 流道卜 定 子槽3 一 定 子壳 体 4 一 永磁 体5 一 柱塞 缸体 图 1 永磁同步轴向柱塞液压电 机泵定转子结构示意图 场与定子上的交变磁场相互作用使转子旋转完成吸排 油过程 。该种 电机泵无冷却风扇 ,液压油从定子冷却 流道里流过 ,带走所产生的热量 ,又经过配流盘 、柱 塞和转子形成 的控制腔室流出。带有冷却流道 的电机 定 、转子如 图 1 所示 。按照 电机冷却方式来说 ,这种 电机泵属于内循环直接冷 却式 ,具有结构紧凑 、体积 小 、质量小 、无冷却 风扇 、噪声较低 的特点。使 用范 围广,运转可靠,能提供一个相对较好的工作环境 。 1 . 2 A N S Y S电磁场分析基本原理 电机 电磁场数值分析 的方法主要有 以下几种 有 限元法 、边界元法和有 限差分法 。目前应用最广的是 有限元法 。 A N S Y S以 M a x w e l l 方程组作为电磁场分 析的出发 点。有 限元 方法计 算的未 知量 也 称 自由度 主 要 是磁位或 者 电位。其 他诸 如磁 场通 量 密度 、电流 密 度 、能量 、力 、损耗 、电感 和电容可 以由这些 自由度 导出 。 其分析步骤大致如下 1 创建物理环境,包括坐标系的选用、单位 制的设定 、有限元选用与说明和材料特性定义等 ; 2 对问题进行几何建模,然后对求解区域用 选定 的单元进行划分 ,并对划分的单元赋予特性和进 行编号 ; 3 施加 边界 条件 和 载荷 。在 A N S Y S分析 中, 载荷分为 6类 D O F约束 、力 集 中载荷 、表面载 荷 、体载荷 、惯性载荷及耦合场载荷 。有限元分析 的 目的是检查结构或构件对一定载荷 的响应 。因此 ,在 分析中指定合适的载荷条件 加载 是关键 的一步 ; 4 求解和后处理,查看计算结果。在通用后 处理器 P O S T I中观察结 果 ,有 以下几 种方 式 图形 方式 、表格方式 、映射结果到某一路径上。 2电磁计算与 A N S Y S分析 采用二维场模拟 电机 中心横 截面空载磁 场分布 , 现假设如下 电机泵 轴 向无 限长 ,不考虑端 部效应 ; 定转 子外缘 的漏磁忽略不计。 应用 A N S Y S 1 1 . 0的 E m a g 仿真模块对电磁场进行 了仿 真分析 ,其主要分析步骤如下。 2 . 1 前处理阶段 1 利 用 A N S Y S软 件 ,先 在 总 体 直 角 坐标 系下 ,采 用 自下 而上 建 模 的 方 法 ,依 次 构 建 永 磁体 面域 、冷 却 流 道 面 域 、定 子 槽 面 域 ;然 后 在柱 坐 标 下 ,利 用 复 制 操作 ,得 到所 有永磁体 面域 、冷却 流 道 面 域 及 定子 槽 面域 ;最 后 通 过 布 尔 操 作 ,得 到 A N S Y S 图 2 永磁 同步驱动电机泵 定转子部分几何模 型 电机泵计算模 型 ,如图 2 所示 。 2 定义材料 属性 ,需要 定义 五 种材料 。油 隙 与流道 MU R X1 ;空气 MU K X 1 ;线圈 1 ,电阻率 P0 . 0 2 4 5 x 1 0 n m;铜 MU R X 0 . 9 9 9 9 ;硅 钢片采 用 D W5 4 0 5 0 ,其 磁 化特性如表 1 所 示 ,B一日曲线如 图 3 ;永磁体 磁极 MU R X1 . 0 4 6 ,H o需 用 矢 量 定 义 ,MG X X、 M G Y Y分别 以磁极具体位置而定 ,两对磁极矫顽力矢 量分量见 表 2 。由图 2可知 ,面 1 4 、1 6与 面 l 7 、1 9 是永磁体 面域 。 表 I D W5 4 0 - 5 0磁化特性表 B / T H / A m B / T A m 0. 1 3 5. 03 0 . 9 1 l 7. 8 3 0. 2 46. 97 1 . 0 1 3 6. 1 5 0. 3 57. 3 2 1 .1 1 6 0. 8 3 0 . 4 66 . O8 1 . 2 2 03. 03 O . 5 74 . 0 4 1 . 3 28 6 . 62 0. 6 82 . 01 1 . 4 4 61 . 78 0. 7 91 . 5 6 1 . 5 9 55 . 41 0 . 8 1 0 3 . 5 1 . 6 2 5 4 7 . 8 第3期 高殿荣 等永磁同步驱动轴向柱塞液压电机泵电磁场研究 7 曲 想 镣 檀 0 8 0 0 1 6 0 0 2 4 0 0 3 2 0 0 4 0 0 0 磁 场 强度 / A m。 图 3 硅钢片磁化特性 曲线 表 2 磁 极矫顽力矢量分量表 A 2 6 、A 3 9、A 4 0、A 4 1及 A 2 4 、 图5 电流密度图 A 3 1 、A 3 2 、A 4 3面 加 正 电 流 密 度 ,在 A 2 5 、A 3 5 、 A 3 6 、A 4 4及 A 4 、A 2 7 、A 2 8 、A 4 2面施 加 负 电 流 密 度 ,其余槽内绕组都处在几何中性线上,故电流密度 为零 ,结果见图 5 所示 。 3 求解。对于2 - D模型,使用 s p a r s e s o l v e r 或 t h e f r o n t a l s o l v e r 求解 器 ;对 于非常大 的模 型 ,J C G或 P C G求解器可能更有用。在这里,利用 t h e f r o n t al s o l v e r 波前求解器 求解 。 2 . 3后 处 理阶段 后处理是将计算结果以不同的形式表达出来,便 于分析。A N S Y S提供 了强大的后处理功能,如磁力 线、等值线 、矢量显示、磁力、磁力矩等都可以由后 处理 或通过进一步计算得 到。 空载和负载 的磁矢 量 图见 图 6 、7 ;空载 和负载 情况下的磁 力线分 布如 图 8 、9 ;同时得 到沿 油隙 圆 周磁感应 强度 的分 布 曲线如 图 1 0 、1 1 ,横坐标 为油 隙圆周方向的长度 ,纵坐标为油隙磁通密度值。 曲 骥 镣 褪 图 8 空载磁通分布 图 ∞ { 醛 暖 填 挺 0 . 067 0 . 1 34 0 . 2 0. 2 67 0. 334 油 隙圆 周长 度 L / m 油 隙 圆周 长度 L I m 图1 0 空载 沿油隙分布 图l 1 负载曰 沿油隙分布 当定子绕组 流过三相对称 的电流时 ,将产生电枢 定子 磁场 ,电枢磁场对 主磁 场必将 产生影 响。电 枢磁通势的基波在油隙中使油隙磁通的大小及位置均 发生变化 ,这种影响就 叫电枢反应 。 将图6与7比较 ,图8与 9比较,可以看出由于 负载时,线圈施加电流密度,电枢反应使磁力线发生 了偏转,并且此种电机泵模型形成了三相四极永磁电 机。 从 图 1 0 、1 1 可以看 出,在油隙圆周长度为 0 . 0 5~ 0 . 0 6 6 m、0 . 1 3 3~ 0 . 1 5 r n 、0 . 2 1 7~0 . 2 3 1 m 以及 0 . 3~ 0 . 3 1 7 m的位置 ,由于负载时电枢反应使得部分油隙磁 密减少 ,受电机磁路铁心段饱 和的影响 ,油隙主磁场 沿圆周分布将偏离正弦形。 m 懈 圳 Ⅲ 0 0 0 0 0 O 0 0 0 0 0 8 机床与液压 第3 9 卷 3 不同流道模型计算和对比分析 3 . 1 不同流道模型的计算 为了对 比分析 ,作者计算了上述 3种模 型的电磁 场 ,计算模 型图见 图 1 2所示 ,模 型 1 无 冷 却流 道 , 模型 2带有 1 2 个 圆形冷却流道 ,模型 3带有 2 4个 圆 形冷却流道。 图 1 3 模型 1 空载 磁通分 布 图 1 4 模型 1负载 磁通分布图 一一 图 1 5 模 型 2空载 磁通分布图 图 l 6 模型 2负载 磁通 分布图 值、最小值见表 3 。可知,无流道模型的油隙磁感应 强度分别为 0 . 9 9 7 、1 . 1 T ;2 4流道模型的油隙磁感 应强度分别 为 0 . 8 3 4 、1 . 0 3 6 T 。由图 1 8可 知 ,无 论 是空载和负载 ,无流道模 型的油 隙磁感应强度极值最 大 ,2 4流道模 型 的油隙磁感 应强度 极值 最小 ,变 化 曲线基本呈递减趋势。 表 3 电机泵油隙磁通密度极值 T 流道模型 无流道1 2长形流道 1 2圆形 流道 2 4圆形 流道 在各种情况下 ,最高齿部磁密、齿部平均磁 密及 最高轭部磁密 、轭部平均磁密见表 4 。齿 部 曲线变化 趋势见图1 9 a 、 b ,轭部曲线变化趋势见图 l 9 c 、 d 。 表 4 电机泵齿部、轭部磁通密度值 T 第 3 期 高殿荣 等永磁同步驱动轴向柱塞液压电机泵电磁场研究 9 2. i 5 墨 2 .0 5 骥 1 . 9 5 墓 1 .8 5 餐 1 . 7 5 1 . 6 5 1 . 4 _、 1 . 2 l 慧0 . 8 0. 6 镇0 . 4 帮0 . 2 O I 2 长形 流 道 2 4 圆形 流道 不 同流道 模 型 a 最 高齿 部 磁密 曲线 1 2 长 形流 道2 4 圆 形流 道 不 同流 道模 型 f b 平 均 齿部 磁密 曲线 2 5 2 毯1 蓥 o .s 0 无流 道 1 2 圆形流 道 器 l 2 长 形 流道 2 4 圆形流 道 不 同流 道模 型 c 最 高轭 部磁 密 曲线 图 1 9 磁感应强度 曲线变化 由表 4可知 ,与轭部磁 密相 比,齿部磁 密变化较 小,即△ 一 一 △ ⋯较小,主要是由于冷却流道位于定子 轭部 ,故对轭部磁密影响更大 。由图 1 8看出 ,负载情 况下的磁密均大于空载情况下的磁 密,在空载情况下 , 仅是永磁体自身产生 转子磁场,而在负载情况下, 定子线圈通有电流 ,也产生 定子磁场 。 先来 比较无冷却流道的模型和带有冷却流道 的模 型。由表 3和 4可知 ,在 同一励磁 电流 4 . 5 A / ra m 下 负载 ,无流道模 型的油隙磁感应强 度为 1 . 1 T ,平 均齿部磁密为 1 . 1 9 3 2 5 T ,最 高轭 部磁 密为 1 . 8 2 3 9 T ,平均轭部磁 密为 1 . 1 2 1 6 T 。 由图 1 9可知 ,无 冷 却流道模型与带有冷却 流道 的模 型相 比,油隙磁 密 、 平均齿部磁 密最 大 ,最高轭部磁密 、平均轭部磁密最 小 ,分 析其 主要原 因 ,主要 由于冷却流道位于定子轭 部 ,带有冷却流道模型 的电机泵使得铁心饱和程度易 饱和。 再来 比较带有冷却流道 的几种模型。在相 同的励 磁 电流下 ,由表 3和 4可知 ,l 2长 形 流道模 型 的油 隙磁感应强 度 为 1 . 0 6 4 T ,最 高齿 部磁 密 为 1 . 9 5 8 7 T ,平 均齿 部 磁 密 为 1 . 1 6 7 9 9 T,最 高 轭 部 磁 密 为 1 . 9 5 8 7 T ,平均轭 部磁 密为 1 . 2 2 9 9 5 T 。由图 2 0可 知 ,与其他 两种模 型比较 ,油隙磁感应强度 、平均齿 部磁密最大 ,最高齿部 、轭部磁密 、平均轭部磁密最 小。究其原因,主要是冷却流道的形状不同,截面积 不同 ,导致铁心饱和 的难易程度各不相 同,在 不考虑 冷却效果 的情 况下 ,可 以得 出 ,1 2流 道模 型 的铁心 不易饱和 ,另外两种模 型的铁心容易饱 和 ,不利 于电 机泵增加容量 。 油 隙圆 周长 度 L/ m 油隙 圆周 长度 L/ m a 模型2 b 模 型3 图2 0 模型 2 、3负载 B 沿油隙分布 无 流道 1 2 圆形流 道 l 2 -K形 流道2 4 圆形流道 不 同流 道模 型 d 平均 轭部 磁 密 曲线 3 . 3 谐 波分析 及 其影 响 柱塞 电机 泵 中油隙 谐波 磁场 是产 生 异步 附加 转 矩 、同步附加 转 矩 、杂 散损耗 和 电磁 噪声 的主要 根 源 ,对电机泵 性能影 响很 大 ,在谐波频率下 ,旋转电 机泵铁损和铜损增加 ,引起 额外升 温。这些额外损失 将导致电动机效率降低,并影响转矩。谐波电流注入 电机后 ,畸变 波形 电流在 电机绕组 中产生 的总损耗等 于基 波电流产 生的基本损耗 和各次谐波 电流产生的额 外损耗之 和。各次谐波额外损耗与谐波电流含有率 的 平方及谐波次数 的平方根成正 比。同时 ,定 子三相绕 组 中的谐波 电流产生各 自转速 的谐 波旋 转磁 场切 割 转 子 ,引起转 子铁心额 外损 耗 和发 热 ,影 响 转子 绕 组 的绝 缘强度 ,故分 析 电机泵 油 隙谐 波磁 场至关 重要 。 当 电机泵定子通过三相交流电时 ,在油隙 中所产 生的磁动势 可分 解 为基 波磁 动势 和一 系列 次数 、幅 值、转速、转向不同的谐波磁动势。 由图 1 1 、图 2 O给 出了负 载情况下磁感 应强度沿 油隙的分布 曲线 。将其数据导人 MA T L A B,然后对其 进行傅里 叶分析 ,可 以得到基波和高次谐 波的值 ,各 种流道情况 的傅里 叶分析 图见图 2 1 所示 。 频 - f l H z 频 - f l Hz a 定子上带有l 2 个长形冷却流道 b 定子上带有 l 2 个 圆形冷却流道 8O 7 0 6 0 2 0 l 0 0 20 40 60 80 10 01 20 1 40 频 f / Hz c 1 定子 上 带有2 4 个 圆形 冷却 流道 图 2 1 傅里叶分析图 由图 2 1 可 以看 出 ,不 同流道模 型的傅里 叶分析 图对称分 布。由图 1 1 和 2 0可得 出,负载时沿油隙 圆 周的磁感应强度分布呈周期性。究其原因,主要是由 下转第 3 2页 l 0 O 0 0 0 O O 0 0 0 曼的 骥 趟镣 帮 3 2 机床与液压 第 3 9卷 时也是最 核心 的模 块 ,它是 实现柔 性 化 、自动 化 的 基础。 软 件系 统 运动控制模块l l信息检测模块 l l图形转化模块 图 3 文I l自 蒜l l 入 f f程 3 实 验 该实验以有机树脂材料 为基板 ,按照工艺要求配 置含铜材 料 的 电子浆 料 ,调 整 激光 焦 距 ,打开 C O , 保护器 ,将要涂覆 的图形 ,通过软件 进行格式 转化 , 并生成 N C代码。根据材料 的性能和工艺 计算 ,调整 激光器功率在 5 0 0 W 输 出时 ,实验 效果 最佳 。与 现 有的厚膜 电路技术相比 ,采用该技 术可以使导线的线 宽和线间距大幅度减小 ,其 中有机树脂基板上可 以达 到 2 0 0 m,在线宽上有 了很大 的突破 。线宽 的减小 就意味着 电子元器件 集成密度的提高 ,或者 电子元器 件封装体积的减小,这与电子线路板向着高密度方向 发展相一致 。同时 ,更为重要的是 ,采用计算机直接 控制 ,使得线路板 的制作加工周期 大大缩小 ,特别是 在生产小批量 、多 品种线路板时 ,该技术 的柔性化程 度将会发挥 至关重要的作用。 4结 论 该设备统采用 开放式 结构 P C机 专业运 动 控制卡 ,有 良好 的开放性 ,使得控制系统具有很大的 灵活性 。同时开发 了相应 的控制软件 ,该软件具有图 形转化功 能 ,可 以很 方 便 地 将 常 用 图形 文 件 格 式 D X F ,P I J T等转换为加工文件 ,而且可以完成对 整个设备 的控制 ,大大提高 了加工的效率 ,扩展了系 统的使用范 围,使用户操作十分简单 、方便 。 参考文献 【 1 】祁小敬, 刘敬伟 , 李祥友, 等. 一种激光微细熔覆直写布 线的新技术[ J ] . 中国激光, 2 0 0 4 , 3 1 7 8 8 3 8 8 7 . 【 2 】J e a n D, D u t y C , J o h n s o n R, e t a 1 . C a r b o n fi b e r g r o w t h k i n e t i c s a n d t h e r mo dy n a mi c s us i ng t e mp e r a t u r e c o nt r o l l e d L CVD [ J ] . C a r b o n , 2 0 0 2 , 4 0 9 1 4 3 51 4 4 5 . 【 3 】P m a c U s e r s Ma n u a l [ M] . D e l t a T a u S y s t e m s I n c , 1 9 9 9 . 【 4 】P ma c S o ft w a r e R e f e r e n c e [ M] . D e l t a T a u S y s t e m s I n c , 1 9 99. 【 5 】王正兵, 任思. 开放式数控系统的核心 开放式控制器 [ J ] . 制造技术与机床, 2 0 0 2 , 7 1 4 3 4 4 . 【 6 】吴淑琴. 工业 C T机床精密运动的网络控制系统应用开 发[ J ] . 组合机床与 自动化加工技术, 2 0 0 4 8 6 2 6 4 . 上接 第 9页 于永磁 电机是三相四极 电机 ,沿油 隙分布 的磁感应强 度值是对称相等的。 由图 2 1 可得 ,不 同流道对应 的基 波幅值分别为 8 3 . 1 8 0 7 、8 2 . 6 2 7 0 、7 7 . 6 9 3 4 ,较 大幅值 的谐 波分 别为 1 8 . 1 0 5 3 、1 8 . 3 8 6 9 、1 7 . 7 6 6 4 ,分别 占基 波 的 2 1 . 7 6 6 % 、 2 2 . 2 5 2 9 % 、2 2 . 8 6 7 3 % ,其 余 谐 波 幅值 较小 ,因此造成 影 响较 小 。由上 述分析 可 知 ,1 2流 道模型情况较好一些 。 4 结论 利用 A N S Y S 软件对轴 向柱塞 电机泵进 行 电磁 场 的分析和计算 ,可 以得到如下结论 1 对不 同流道模 型的电机泵进行 电磁 场分析 , 均形成了三 相 四极 电机 泵 ,验证 了冷却 流 道的可 行 性 ; 2 从铁心饱 和程度 和谐 波分析来 说 ,1 2流道 模型 比其他两种好 ,利于增加 电机泵的容量 ; 3 从加工 制造方 面而 言 ,后 两种 圆形 流道模 型易于加工 。 这样在做 电机泵 的物理样机之前 ,可 以根据不同 要求进行不同流道 的设计 ,并在此基础上对样机进行 结构 的优化设计 ,这对于减少 开发成本 、缩短开发周 期 、优化电机泵性能具有重要 的实际意义。 参考文献 【 1 】唐任远. 现代永磁电机理论与设计[ M] . 北京 机械工业 出版社 , 2 0 0 5 . 【 2 】T a n g R e n y u a n , G u H o n g , G e n g L i a n f a . T h e C a l c u l a t i o n o f Tr a n s i e n t Fi e l d a n d P a r a me t e r s o f REPM S y n c h r o n o u s Ge n e r a t o r s [ J ] . I E E E T r a n s Ma g n , 1 9 8 5 , 2 1 6 2 3 3 6 2 3 3 9 . 【 3 】陈峻峰. 永磁电机[ M] . 北京 机械工业出版社, 1 9 8 2 . 【 4 】张大杰, 高殿荣, 王有杰, 等. 基于A N S Y S的轴向柱塞液 压电机泵 电磁 场 的数值 计 算与 分析 [ J ] . 机 械 工程 学 报 , 2 0 0 8 , 4 4 1 2 6 9 7 4 . 【 5 】孙明礼. A N S Y S 1 0 . 0电磁学有限元分析实例指导教程 [ M] . 北京 机械工业 出版社 , 2 0 0 7 . 【 6 】阎照文, 等. A N S Y S 1 0 . 0工程电磁分析技术与实例详解 [ M] . 北京 中国水利水电出版社, 2 0 0 6 . 【 7 】 黄国治, 傅丰礼. 中小旋转电机设计手册[ M] . 北京 中 国电力 出版社 , 2 0 0 7 . 【 8 】赵红怡, 张常年. 数字信号处理 及其 MA T L A B实现 『 M] . 北京 化学 工业 出版社 , 2 0 0 2 . 报警 信息一 ●●●●●● L至 ● ●● ● ● ● ● ●● ● ● , ● ●J E 一 跟 随 误 差 一 儿嗓
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