两自由度直驱感应电机动子拓扑结构设计与特性分析

摘要

两自由度直驱感应电机(2DoFDDIM)能够做直线、旋转与螺旋运动,在机械加工、机器人等领域具有重要的应用价值.2DoFDDIM采用光滑覆铜实心动子来提高电机出力,但仍然存在动子损耗严重、温升高、效率低等缺点.为此本文提出一种适用于2DoFDDIM的开槽铸铜动子拓扑结构,沿光滑实心动子表面轴向与周向同时开槽,槽内铸铜.建立2DoFDDIM三维有限元模型,根据三维有限元仿真结果可知,开槽铸铜动子能够满足两自由度运动的设计要求;相比于光滑覆铜实心动子,能够有效降低动子损耗,改善电机输出性能.本文的研究证明了通过动子拓扑结构设计改善两自由度感应电机性能的可行性,为两自由度感应电机的优化设计提供新的方向.