机床与液压

作者：张及弟，单文桃，陈昆鹏，陈豫

单位：江苏理工学院机械工程学院；江苏理工学院机械工程学院；江苏理工学院机械工程学院；江苏理工学院机械工程学院

关键词：永磁同步电主轴;Maxwell仿真;抗磁退;多目标优化

基金：江苏省青蓝工程中青年学术带头人项目（KYQ20004）

永磁同步电主轴在高速运转过程中，由于温升及材料损耗，会使内部永磁体产生退磁，进而引发电主轴运行时产生噪声与振动。针对上述问题，对永磁体材料、永磁体转子内部结构以及电主轴工作环境等因素进行优化。建立永磁同步电主轴二维模型，并使用ANSYS Maxwell软件进行仿真。通过筛选永磁体材料、改变外部环境温度以及优化永磁体外形等方法，分析永磁同步电主轴的转矩曲线、磁密云图及气隙内部的磁场密度。建立基于遗传算法的多目标优化模型，以电主轴输出转矩、气隙磁密为优化目标，对永磁体转角处倒圆角半径进行择优。最终，确定了最优材料、工作温度以及最佳永磁体倒圆角半径，并提出几种抗磁退措施。结果表明：采用NdFe35材料作为电主轴内部永磁体能减弱电主轴振动，提高运行稳定性；电主轴工作时应控温在20~60 ℃；通过多目标优化方法得出最优倒圆角半径为1 mm。该优化方案在保证电主轴工作能力及稳定性的同时，使气隙磁密峰值降低了10.3%。

来源：2025年第1期

《机床与液压》期刊编辑部

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