两自由度Halbach型永磁体阵列及其在高性能伺服系统中的应用研究

Halbach型永磁体阵列有许多优良特性。将其应用于电机领域，可提高力能密度、效率、动静态性能，减少齿槽效应力矩，降低力矩脉动。这些特点尤其适合于高速电机、伺服电机、直线电机等领域。这是一个有诱人前景的研究方向，是目前国际同行的研究热点。本课题组拟研究基于2D Halbach阵列的新的有良好应用前景的两自由度伺服电机及控制系统。研究内容包括：对两自由度Halbach阵列磁场进行研究，确定2D阵列的磁密方向、大小与阵列宽度、分布等之间的关系。在此基础上，给出空间磁密分布的解析表达式，以利分析、设计。研制高性能两自由度Halbach阵列、参数可调的伺服模型样机，确定伺服电机的关键性能与结构和材料等因素间的关系，研究新型电机的设计方法和数学模型。并进一步研制一套高性能两自由度伺服电机及控制系统。通过研究，可丰富国内对于Halbach阵列在电机领域的应用研究，有助于抓住学科研究前沿。