永磁三自由度电机的建模和动力学分析

摘要

介绍了一种新型永磁三自由度电机的结构组成,采用混合驱动式将电机分为外部自转模块和内部偏转模块,各有一套控制策略能够分别独立运行.为了验证所设计混合驱动型电机的结构适用性和运行可靠性,规划电机自转运行的启动加速、平稳匀速、制动减速三个时段的控制策略.当自转转速稳定且符合期望要求时,通过给四列互成90°的集中式定子绕组通以三相工频交流电,启动内部偏转模块,通过自转和偏转的协同控制,实现三自由度运动.以输出轴末端原点作为标记点,观测电机的空间运行轨迹,实时监测电机运行时三个轴向的旋转角度,定义传感器判断发生动作,简化了控制机理.将电机的十字支撑杆与环形外壳作为柔性体,采用刚柔耦合系统的动力学仿真,以此分析电机自转、偏转时输出轴偏心状况以及应力分布.