一种新型四象限洛伦兹力电机的设计及优化方法

为满足六自由度隔振平台(VIP)高定位精度、高动态响应和短运动行程的使用需求,设计了一种应用在六自由度隔振平台的新型四象限洛伦兹力电机,这种电机具有低推力波动和小耦合力的优点.首先介绍了提出的新型四象限洛伦兹力电机的结构和工作原理.然后基于等效电流法和永磁体镜像法推导这种电机磁场分布以及电磁力情况.并且分析不同结构参数对气隙磁场以及电磁力的影响,再基于遗传算法在兼顾推力波动、耦合力的情况下对推力密度进行参数优化.最后,根据提出的电机电磁力模型进行3D有限元仿真和实验验证,实验结果表明,所设计电机在线圈电流为5A,y、z向位移台运动位移在-1 mm～1 mm时,推力波动小于0.23％,耦合力在19.3 mN以内.