为了提高永磁同步电机的稳定性,减小转矩脉动,降低振动,采用多软件联合仿真,提出了一种基于多同步旋转坐标系的主动谐波注入法。该方法采用了解析法进行坐标变换,建立了谐波数学模型,完善了各阶次谐波下的谐波状态方程。利用PI控制器追踪高次谐波的电流和电压,实现了高次谐波的提取与注入。并通过转速环、电流反馈环和电压补偿环实现了转矩脉动和振动噪声的降低。

针对传统仿人机械臂载荷与自重比低的问题,提出一种多电机耦合驱动式仿人机械臂。根据人臂的运动特性,确定串联结构下的仿人机械臂构型,并将机械臂划分为肩关节模块、肘关节模块和腕关节模块。分析单电机驱动单关节的绳索传动特性,推导该模型下电机与关节的扭矩映射关系和转角映射关系。研究各模块中多电机耦合驱动多关节的电机布局和绳索绕线方式,解释各模块中多电机耦合后的工作原理,推导各模块中电机与关节的扭矩映射关系和转角映射关系。并通过实验验证各模块中映射关系的正确性,以及各模块关节的承载能力。结果表明:多电机耦合驱动方式在保证质量的前提下,可以有效提高各关节的承载力,为仿人机械臂的设计提供理论依据。

针对磁极为平行充磁且两边平行的表面式永磁同步电主轴存在转矩脉动和径向电磁力波的问题,提出一种磁极结构优化方法以抑制转矩脉动和径向电磁力波。基于等效面电流法建立磁极表面半径为任意值的永磁同步电主轴转子气隙磁场的解析模型;综合研究转子气隙磁场对定子开槽电主轴转矩脉动、径向电磁力波的影响;在最小气隙长度不变的前提下,确立优化目标(气隙磁通密度的谐波和幅值),并通过迭代计算的方式得到满足不同优化目标的永磁体磁极结构

文章分析了在偏心情况下,偏心产生的不平衡磁拉力对转子的机械强度和疲劳寿命的影响。电主轴偏心质量与挠度共同存在情况下,考虑挠度对轴向气隙值的改变总结出了更加准确的径向电磁力密度的计算方法。通过有限元仿真,得出了径向电磁力密度变化规律,校核了转子结构强度并提出了增大转子机械强度的改进方法。通过实验得出了偏心电磁力增大会在转子轴上产生明显的应力集中、加速减小转子疲劳寿命的结论。