机床与液压

作者：杨芳艳，刘广浩，李清都

单位：上海理工大学机械工程学院；上海理工大学机械工程学院；上海理工大学机器智能研究院

关键词：行星减速器电机;多目标优化;天牛须算法;响应面法;过载能力

基金：国家自然科学基金项目（9204820050）；东方学者计划（TP2019064）

定子铁心饱和以及电枢反应等因素极大地影响永磁无刷直流电机（BLDC）的过载能力，无法满足足式机器人运动时的转矩需求。因此，设计一台具有高过载能力的减速电机。从电机关键结构参数出发，分析极槽配合、齿槽宽度以及磁钢厚度对BLDC过载转矩的影响；进一步利用有限元及响应面法构建过载转矩和转矩波动的优化模型，并采用改进天牛须算法进行多目标优化设计；对比优化前、后电机的电磁性能和过载输出转矩，并分析行星减速器结构对电机影响。最后，根据电磁设计进行样机研制，并进行转矩转速试验。结果表明:优化后平均过载转矩从1.99 N·m 增加到2.05 N·m，转矩脉动从6.78%降低到6.34%，减小了0.44%，电机过载输出性能更好，且样机实验与仿真结果相接近，验证了所提方法的合理性。

来源：2024年第18期

《机床与液压》期刊编辑部

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