王培欣,司纪凯,谢璐佳,封海潮,曹文平

(1.河南理工大学,焦作 454003;2.Aston University, Birmingham B4 7ET)

0 引 言

两自由度直驱感应电机作为一种新型特种电机，能够做直线、旋转和螺旋运动。它摒弃了以往多自由度机械繁杂的机械结构，直接用直线定子与旋转定子驱动动子做直线、旋转和螺旋运动，具有结构简单、造价低等优点，在机械工具和机器人领域有可观的应用价值[1-3]。两自由度直驱感应电机分为2个部分：直线部分与旋转部分，旋转部分定子驱动动子做旋转运动，直线部分定子驱动动子做直线运动。参考文献[4]分析了两自由度直驱感应电机旋转部分与直线部分在各种运动形式下的可实现性。文献[5]对两自由度直驱感应电机转子结构进行优化，将实心转子改为空心转子，减小了电机质量，并对电机的钢层、铜层、气隙厚度进行优化，提高了电机的运行性能。

优化前两自由度直驱感应电机直线部分定子绕组形式采用分布绕组，其端部绕组较长，造成端部电阻、电感大，发热严重，且不易嵌线。集中绕组相对于分布绕组，其安放和固定比较简单[6]，其优点是集中绕组的端部缩短，导线用量减少，端部电阻、电感减小，成本降低，制造周期也缩短[7]。本文所研究的两自由度直驱感应电机，为了给直线运动部分的定子绕组端部留出容纳空间，同时为了隔磁，直线运动部分的横截面必须被加工成小于整个半圆的扇形形状。直线部分定子扇形弧度越大，则电机性能越好[8]。因此，本文采……