用于感应球形执行器磁场评估的分析模型

《IEEE Transactions on Magnetics》：Analytical model for Magnetic Field Evaluation in Induction Spherical Actuators

　　

摘要：

本文提出了一种分析方法，用于推导球形感应执行器中的磁场空间分布。该系统被建模为一个无铁球形结构，包括一个球形导电极子和放置在恒定半径表面上的激磁线圈（通以正弦电流）。通过引入二阶矢量势，求解亥姆霍兹方程以得出三相绕组产生的磁通密度的空间分布，同时考虑了转子和定子磁场之间的相对运动。此外，该算法直接从空间谐波幅度估算出所产生的扭矩，无需创建网格来离散化计算域，从而与有限元（FE）仿真相比降低了计算时间。该模型用于分析一个转子半径约为36毫米、定子半径约为40毫米的执行器。与全三维FE仿真的比较凸显了该方法的准确性和计算效率。