两自由度直驱感应电机转子结构设计与优化研究

摘要

针对两自由度直驱感应电机(2DoFDDIM)采用实心转子结构其性能指标较低的问题,设计了一种适用于2DoFDDIM的开槽铸铜转子结构.从有限元分析结果可以看出:开槽铸铜的转子结构可以有效改善转子涡流回路进而提高电机性能指标.为了选取转子最优的开槽参数,以2DoFDDIM旋转运动部分为研究对象,引入了田口法实现2DoFDDIM的多目标优化.选取电机的转矩、转矩波动、效率、功率因数、转矩电流比等特性作为优化目标,确定了对优化目标影响较大的参数及其影响因子范围.建立实验正交矩阵,计算开槽参数的因子水平对目标性能的影响比重,从而确定最优的参数组合.通过优化前后特性对比,结果表明优化后2DoFDDIM的综合性能得到极大的提高.