摘要：為了探索平面電機設(shè)計、研究的新方法，采用虛擬樣機及其仿真技術(shù)，設(shè)計了開關(guān)磁阻平面電機的三維虛擬樣機，論述了srpm的組成結(jié)構(gòu)和工作原理建立廠具有電流和位置負反饋的雙閉環(huán)智能控制系統(tǒng)，對srpm虛擬樣機進行r機電一體化聯(lián)合仿真研究．優(yōu)化了控制參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)，給出了有價值的分析和研究成果。實驗結(jié)果證明srpm虛擬樣機具有良好的動態(tài)特性和較小的位移跟蹤誤差。

  關(guān)鍵詞：開關(guān)磁阻平面電機；虛擬樣機；聯(lián)合仿真

  中圖分類號：tm352  文獻標識碼：a  文章編號：1004-7018(2010)07-002,s-03

    在許多工業(yè)制造領(lǐng)域以及電子產(chǎn)品生產(chǎn)中，都需要高精度和高速度的平面運動，如數(shù)控機床、平面焊接機、大規(guī)模集成電路的加工與封裝、印刷電路板制作設(shè)備等。20世紀80年代后期，隨著世界各國特別是日本、美國和俄羅斯等國壹線電動機的研制與廣泛應(yīng)用，研究人員采用兩臺或多臺直線電動機各自的直線運動疊加合成平面運動。這種裝置省去了旋轉(zhuǎn)運動到直線運動的中間轉(zhuǎn)換機構(gòu)，提高了平面運動的精度和速度。但是由直線電動機疊加形成平面運動的裝置，并沒有從根本上擺脫“低維運動機構(gòu)疊加形成高維運動機構(gòu)”的模式，特別是對于底層的直線電動機需要承載上層直線電動機及其相關(guān)機械部件的重量，穩(wěn)定性、速度和精度都受到限制。因此，引發(fā)r直驅(qū)式平面電機的研究熱潮。開關(guān)磁阻式乎面電動機（以下簡稱srpm）由旋轉(zhuǎn)式開關(guān)磁阻電動機演變而來，是一種可暖直接驅(qū)動形成平面運動的平面電機，它將電能直接轉(zhuǎn)換成機械能，從而省去了由直線運動到平面運動的一系列機械轉(zhuǎn)換裝置。

    虛擬樣機技術(shù)又稱為機械系統(tǒng)動態(tài)仿真技術(shù)是上20世紀80年代隨著計算機技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一項計算機輔助工程( cae)技術(shù)。它科用計算機軟件建立機械系統(tǒng)的三維實體模型，分析和評估系統(tǒng)的性能．從而為物理樣機的設(shè)計和制造提供可靠的參數(shù)依據(jù)。它使用系統(tǒng)仿真軟件在各種虛擬環(huán)境中真實地模擬系統(tǒng)的運動，便于在計算機查找設(shè)計缺陷，并予以修改，對不同的設(shè)計方案進行仿真試驗，修正并改進，直至獲得****的設(shè)計

方案，而后加工制作物理樣機，具有早期確定設(shè)計參數(shù)、更新產(chǎn)品開發(fā)過程、縮短開發(fā)周期、降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量等優(yōu)點。

    srpm由定子、動子和機械部件構(gòu)成，定子和動子鐵心（雙凸極結(jié)構(gòu)）均采用鐵磁材料，動子鐵心上安裝集中繞組，而定子尤需繞組，電不需要永磁體，因此結(jié)構(gòu)簡單。

    srpm定子鐵心沖片如圖la所示，將多個定子鐵心沖片疊裝成定子鐵心塊如圖lb所示，再將多個定子鐵心塊垂直交叉拼裝成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)如圖le所示．并用環(huán)氧膠粘接在一起，固定在基座平臺上。每個定子鐵心塊的疊裝厚度與齒寬相同，這樣，在x方向和y方向上形成多條相同的磁路通道，并可以按照實際需要沿x方向和y方向擴展。

 

    srpm動子鐵心沖片如圖2a所示，將多個動子鐵心沖片疊裝成動子鐵心如圖2b所示，在動子鐵心窗幾套裝繞組，成為單相動子如圖2e所示。

   

    兩套三相動子，一套產(chǎn)生z方向電磁推力，另一套產(chǎn)生y方向電磁推力。為了減小x方向與1方向上的磁路耦合作用，將六個相同的動子相互垂直、交叉、對稱地同定在動子臺架上。動子的結(jié)構(gòu)及布置形式如圖3所示。

   

    srpm是機電一體化系統(tǒng)，其中機械部件包括導(dǎo)向機構(gòu)和附件。

    導(dǎo)向機構(gòu)由z方向?qū)�向軸（滑桿）和y方向?qū)�向滑軌組成。y方向?qū)�向滑軌固定在基座平臺上，x方向?qū)�向軸一方面