基于无轴承永磁同步电机的高速机床主轴单元的设计

摘要

高速加工技术能极大地提高生产率和降低生产成本,是21 世纪最有发展前途的先进制造技术之一.无轴承电机是近年来在普通电机基础上发展起来的一种新型结构电机,它利用同一组线圈来实现电机的旋转和转子的悬浮,因此这种电机具有体积小、结构简单、无接触、寿命长、转速高和力矩大等优点,因此本文采用其作为高速切削机床的核心部件电主轴.本文介绍的轴向无轴承电机采用的结构是转子悬浮在两个盘式定子之间,转子的轴向位移和转速主动控制,其他的自由度采用被动控制,因此相对于径向无轴承电机来说这种结构更紧凑、控制更简单.本文介绍了一种用于高速切削机床的无轴承电机的设计方法.这种电机的两个主要参数是轴向悬浮力和电机的转矩,为了对其进行优化,采用三维有限元软件对电机进行了仿真计算.