1. 毕业设计题目
6 Nm铁氧体永磁辅助式磁阻同步伺服电动机设计。
2. 毕业设计内容
钕铁硼永磁同步伺服电动机已经成为主流伺服电机，然而也存在成本和可持续性方面的挑战，新型铁氧体永磁辅助式磁阻同步伺服电动机（以下简称铁氧体伺服电动机）可以很好地解决以上两个问题。铁氧体伺服电动机采用价格较为低廉的铁氧体永磁材料，主要依靠磁阻转矩工作，采用合理控制策略，其转矩特性与表贴式钕铁硼永磁同步伺服电动机相同，具有较高的性价比。本课题设计一台通用6 Nm铁氧体伺服电动机，具体内容如下：
（1）技术指标、要求和国家标准
6 Nm钕铁硼永磁同步伺服电机技术指标和要求见表1，电机（含控制器）的相关国家标准（部分）见附表1。
表1 钕铁硼永磁同步伺服电机技术指标和要求
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名称 |
数值或要求 |
名称 |
数值或要求 |
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额定电压（AC） |
220 V |
冷却方式 |
自然风冷 |
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额定功率 |
1.5 kW |
噪声 |
≤ 80 dB |
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额定转速 |
2500 r/min |
齿槽转矩 |
≤ 0.20 N.m |
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额定电流 |
6 A |
转子位置检测 |
编码器 |
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额定转矩 |
6 N.m |
质量（含机座） |
≤ 6 kg |
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转动惯量 |
1.3×10-3 kgm2 |
电机机座 |
≤ 130 ×130mm |
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绝缘等级 |
B级 |
电机前后端盖长 |
≤ 152 mm |
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工作环境温度 |
- 20 ~ +50 ℃ |
轴径 |
24 mm |
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防护等级 |
IP65 |
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（2）开题报告
项目调研是做好毕业设计的前提。项目调研主要围绕以下几个方面的内容展开，在此基础上完成开题报告和开题答辩。
· 钕铁硼永磁同步伺服电动机（主要竞争对象）分析；
· 铁氧体伺服电动机的可行性分析；
· 铁氧体伺服电动机电磁方案（包括极/槽配合、转子结构等）的初步选择与论证；
· 铁氧体伺服电动机设计技术路线；
· 电机设计与仿真验证平台。
（3）电机设计与仿真验证
电机设计与仿真验证是毕业设计的重要工作内容。在充分调研的基础上，展开铁氧体伺服电动机的设计工作，具体包括：
· 电磁设计及优化（场-路相结合的方法）
· 结构设计（包括机座、转子铁心、转轴）
· 工艺设计（包括定转子铁心、电枢绕组和总装）
· 仿真验证（包括转子结构的应力场、电机温度场、电机电磁振动与噪声的仿真验证）
· 成本评估（包括材料成本、工装夹具、工艺成本和人工成本等）
（4）设计成果清单
完成电机设计与仿真验证后应提交完整的设计结果，主要有：
· 铁氧体伺服电动机电磁设计方案（Excel文档）
· 仿真模型及相关的数据文件
· 图纸（包括定转子铁心冲片、磁体、绕组、转轴以及总装图）
· 工艺文件（包括定转子铁心制作、磁体放置和总装）
3. 毕业论文
毕业论文是毕业设计的成果总结。本课题毕业论文的主要内容有：
· 铁氧体伺服电动机可行性以及市场竞争性分析
· 铁氧体伺服电动机电磁方案的选择与论证
· 铁氧体伺服电动机的电磁设计
· 铁氧体伺服电动机设计方案的仿真验证
· 铁氧体伺服电动机的制造工艺
· 铁氧体伺服电动机的材料消耗、制造成本估算以及市场营销策略
4. 电机设计与仿真验证平台
本课题的设计涉及多物理场的建模与仿真，应采用场-路相结合的方法，所使用的主要软件有：
· ANSYS Maxwell 2015
包括：Rmxprt，2D，3D
· Workbench V16.0
· Solidworks 2012（或AutoCAD 2014）
