外转子永磁电机在机器人驱动中的设计与性能研究

"郭有权，司纪凯，刘群坡，等．机器人用外转子直驱永磁电机设计与性能分析［J］．河南理工大学学报(自然科学版)，2019，38(2):91-96．doi:10．16186/j．cnki．1673-9787．2019．2．14" 这篇论文详细探讨了外转子直驱永磁电机在机器人应用中的设计与性能分析。直驱永磁电机由于其大转矩、小波动、高效率和紧凑结构的特点，已经成为机器人驱动系统的关键组件，替代了传统的伺服电机与减速器组合。研究者针对工业机器人的工作条件和具体需求，设计了一款27槽24极的高速并联机器人用外转子永磁电机。 电机设计过程中，重要的是选择合适的结构参数。文章中提到，研究者建立了电机的二维有限元仿真模型，通过这个模型可以精确地分析电机的各项性能。在空载状态下，他们计算了气隙磁密分布，这是电机性能分析的基础。同时，他们还深入分析了空载反电势的谐波成分以及齿槽转矩，这两个因素直接影响电机的动态响应和稳定性。 在负载条件下，研究者考察了电机在额定转矩和最大转矩下的电磁转矩、效率、功率因数以及力能指标。这些性能指标是衡量电机工作效率和运行能力的关键。通过仿真，他们发现电机的性能指标误差控制在6.5%以内，这证实了设计的合理性和实用性。这样的设计不仅为电机的进一步优化提供了数据支持，同时也为机器人驱动系统的整体优化提供了参考。 外转子直驱永磁电机在机器人领域的应用，不仅可以提升机器人的运动性能，还能减少机械传动部件，降低系统复杂性，提高整体系统的可靠性。有限元仿真技术在此类电机设计中的应用，极大地提高了设计的精度和效率，减少了实验成本，是现代电机设计的重要工具。 关键词：直驱永磁电机；外转子；机器人；有限元仿真 这篇研究对于理解永磁电机在机器人行业的应用、优化电机设计以及提升机器人性能具有重要意义，为相关领域的研究者和工程师提供了有价值的理论基础和实践指导。