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作者：陈卫华;刘汉文;弓清忠;朱宗孝;郑敏;
单位：兰州理工大学机电工程学院;集美大学海洋装备与机械工程学院;
摘要：针对电主轴对高效率和高加工精度的要求，对传统电主轴的定转子结构进行优化，设计了一台发卡式绕组永磁同步扁线电主轴，使其具有更大的功率密度、更小的体积、更好的电气性能和更高的机械强度。首先，根据电主轴的设计要求和指标，确定了定子的槽型以及转子的磁极结构，建立电主轴定转子的二维仿真模型。在参数相同的情况下，分别设计了矩形槽的扁线定子槽和梨形槽的圆线定子槽。通过对两种模型进行空载磁密仿真分析和定子损耗对比，发现扁线绕组的槽满率和有效铜槽满率均有所提升，扁线绕组的直流铜耗大幅减少。然后，通过等面积法分别设计了4、6、8层3种绕组方案，利用有限元法分析3种方案的转矩、损耗、效率分布图及工况点，得出最佳绕组方案并用气隙磁密和空载反电动势验证了定子优化设计的合理性。最后，针对齿槽转矩和转矩脉动高的问题，采用转子分段斜极的方式进行结构优化，对提高电主轴的精度具有一定的工程实践意义。
关键词：电主轴;;永磁同步;;发夹式绕组;;槽满率;;齿槽转矩
基金资助：厦门市重大科技计划项目(3502Z20231012)
