直驅力矩電機雙擾動位置誤差預測模型研究*

徐祐民，陳秀梅，彭寶營，王鵬家

(北京信息科技大學機電工程學院，北京 100192)

0 引言

直驅力矩電機具有高精度、大扭矩、小體積等優點，在現代工業中被廣泛應用[1]。但在實際生產中，由于加工及裝配工藝的限制，定子、轉子和轉軸不可能完全重合，出現轉子偏心[2]。不同程度的偏心情況會帶來轉矩脈動、噪聲以及轉子損耗增加等一系列問題[3]。針對這些問題，國內外學者進行了大量研究。任杰等[4]利用等效變換的方法，將偏心模型等效變換為永磁體剩磁重新分布的不偏心模型，結合子域法求解得到空載時偏心電機模型的氣隙磁密。孔漢等[5]以卷煙自動化設備永磁伺服電機為例，采用有限元計算方法，給出了轉子偏心影響氣隙內諧波磁場的變化規律。SAPENA等[6]考慮了氣隙長度的不均勻和所有定子和轉子導體的實際位置，建立了感應電機轉子偏心的快速解析模型。于嘉龍等[7]利用遺傳算法優化BP神經網絡，建立了永磁力矩電機偏心載荷轉子位置誤差的預測模型。

上述文獻主要對空載時偏心電機的氣隙磁場規律進行研究，少量研究考慮了偏心載荷對電機轉子位置精度的影響。然而，直驅力矩電機作為機床數控轉臺的主要驅動部件，除了在安裝時可能產生轉子偏心，在加工過程中被工件材料、形狀和進給量等因素影響，受到變化負載。變負載與轉子偏心均可能使力矩電機位置誤差增大，從而影響工件加工精度。因此，對變負載和轉子偏心雙擾動下直驅力矩電機的位置誤差研究是必要的。……