一种动磁式直线振荡电机的设计与分析

针对横向磁通式双定子动磁式直线振荡电机推力较小的问题,分析了该电机的工作原理,建立了动力学模型,探究了其动力学特性,基于三维有限元方法建立了电机的有限元模型,探究了气隙厚度、永磁体长度、永磁体厚度、动子位置、内定子厚度等参数对电机力性能的影响。在此基础上,优化了电机结构参数,并设计了适用于制冷压缩机的大推力方案。研究结果表明,电机的运动呈现正弦规律,永磁体长度等结构参数对电机力性能影响较大,参数合理优化后,输出总推力能达到700 N以上,满足压缩机大推力应用需求。     

应用于直线电机驱动冲压机的力传感器设计

控制直线电机的各种参数,获得最大的瞬态冲击力是对直线电机驱动冲压机进行优化设计及控制的目标之一,由于直线电机驱动冲压机对测力装置尺寸和结构上的有特殊要求,设计了一个专用力传感器,可用于测量直线电机驱动冲压机的瞬态冲击力的大小,结果表明设计的力传感器具有良好的性能。     

一种结合LabVIEW的双层永磁直线电机测试系统

针对解决传统电机测试系统测试耗时长、过程繁琐、精度低等问题,利用圆筒型双层永磁体空心直线发电机的特殊性能,研究开发了一种直线电机的测试系统。对电机运行进行了效率测试实验,测量了电机运动速度、推拉力、电压等信号,并通过数据的采集、传送装置实现了信号的上传;同时,结合LabVIEW的软件开发平台,检测并记录了信号的实时波形,研究了虚拟仪器技术在电机测试系统中的应用。实验结果表明:该待测直线发电机在速度为350 mm/s,加速度为7 000 mm/s2,负载电阻为196Ω时的运行效率为93.01%,研究结果表明,该电机测试系统拥有较高的可行性和测量精度,为新型待测直线发电机测试系统的设计提供了重要依据。     

直线电动压缩机活塞的动力学分析

介绍了直线电机驱动的分体式压缩机的结构及动作原理，并从理论上分析了它的动力学特性，推导了理想条件下活塞的动力学方程，并作了数值求解。研究表明其动力学特性不同于传统的往复式压缩机，所受惯性力是非简谐周期力，运动学特性属于非简谐周期性运动。研究结果为直线电机驱动的分体式压缩机的设计分析提供了理论依据，可使压缩机性能更优越，结构更合理。     

新颖高频动圈式永磁直线电机的研究

针对常规动圈式永磁直线电机在电磁力、响应时间和响应速度等性能上的不足,从永磁体结构入手,对比单个永磁体不同的磁化技术和多个永磁体不同的阵列结构,提出了一种新颖八片瓦型有气隙Halbach磁化阵列动圈式永磁直线电机。对其静态磁场和瞬态磁场的分析以及实验结果表明,线圈与永磁体间的作用力能提高40%以上,仿真频宽接近350 Hz/-3 dB,响应时间为0.004 s。而实验频宽达到300 Hz/-3 dB,与仿真结果基本吻合,表明所设计的动圈式永磁直线电机具有高频和快速响应特性,能很好地满足高速电液比例控制系统的要求。     

新型圆筒形直线振动压缩机的设计

提出了一种新型的直线振动压缩机,压缩机的直线电机的定子铁芯由渐开线硅钢片冲片叠成圆筒形,解决了LG直线压缩机漏磁的问题。针对新型的直线振动压缩机进行了结构设计,并用有限元计算直线电机的磁路,结合ANSYS的APDL进行编程,使有限元电磁计算和压缩机的热力学计算结合起来。     

新型直线电机驱动的活塞式压缩机研究

研究了一种新型结构的直线电机驱动的活塞式压缩机.新型压缩机采用了双圆筒复合次级直线电机驱动,具有结构简单,动力性能好,推力大,机械效率高等优点,克服了电磁振动式压缩机电磁系统效率低,行程小,排气压力低等缺点,因此具有很大的发展潜力和推广应用的前景.     

新型直线步进电机驱动的活塞压缩机理论设计

介绍了用直线步进电机直接驱动的往复活塞压缩机的基本结构、工作原理和控制方法。直线步进电机驱动的活塞压缩机不仅减少了传统的由旋转电机驱动的往复压缩机机械损耗大的缺点，而且克服了以往直线电动活塞压缩机和电磁振动活塞压缩机活塞行程控制复杂的难点。     

线性压缩在冰箱中的应用分析

压缩机是影响整机性能和实用化水平的关键部件。采用直线电机驱动的线性压缩机,与传统冰箱旋转电机驱动压缩机相比,没有曲柄连杆机构。从工作原理、受力分析、电磁转换与工质等方面分析,线性压缩机性能优于传统压缩机。且在较宽的功率范围内,效率可以保持不降低。直线电机技术的发展使线性压缩机的应用成为现实,开发我国自主产权的线性压缩机,具有节能与环保的重大意义。     

关于冰箱压缩机驱动方式改进的探讨

介绍了传统旋转电机驱动压缩机和改进后直线电机驱动压缩机的结构形式、工作原理及性能,指出直线压缩机的显著优势和可观的发展前景。     

Precision motion control of permanent magnet linear motors

In the paper, a method of precision motion control for permanent magnet linear motors is proposed. Unlike rotational motors, permanent magnetic linear motors are more sensitive to various force disturbances because of the reduction of gears. So, as a feedback compensator, a disturbance observer is used to compensate the force disturbances based on the disturbance model. But the force disturbances of permanent magnetic linear motors cannot be fully compensated owing to the error of dynamic model, inaccurately detected velocity and acceleration, especially when a permanent magnetic linear motor runs in low speed. Further analysis shows that the force ripple is the main force disturbance when the velocity of a PMLM is close to zero, and the disturbance model denotes that the force ripple is position dependent. In order to further suppress the force disturbances of permanent magnetic linear motors a feedforward neural network using the BP algorithm is proposed to approximate and compensate the force ripple. The experimental results show that the force ripple is efficiently alleviated and the high positioning precision can be achieved by using the proposed precision motion control method.     

磁悬浮永磁直线电动机及其控制系统研究

根据磁悬浮永磁直线电动机的特殊结构与运行机理,给出了电动机电磁推力和悬浮力的数学模型。建立了磁悬浮永磁直线电动机的有限元计算模型,对气隙磁密、电磁推力和悬浮力进行了有限元计算,并对气隙磁密作了谐波分析。设计了磁悬浮永磁直线电动机的研究样机,制作了磁悬浮子系统和进给伺服子系统,对系统进行实验研究,获得了磁悬浮子系统和进给子系统运行的实验结果。实验研究结果表明,该磁悬浮永磁直线电动机可实现直接驱动与无摩擦运行。     

直联压缩机两种不同控制方法的比较研究

建立了空压机的负载数学模型,对其负载进行了分析。建立了永磁同步电机的数学模型,给出了一种用于交流永磁同步电机速度控制的滑模控制器。根据永磁同步电机的控制特点和空压机负载特点进行Simulink仿真,仿真结果表明,加滑模控制器时,电机转速波动较小。最后,对用永磁同步电机驱动直联便携式空压机做实验。实验结果表明,与常规的PI控制策略相比,滑模变结构控制改善了系统的动态性能,有较强的鲁棒性。永磁同步电机驱动空压机效率高,转速波动小。     

永磁同步电机的混沌模型及其控制器设计

永磁同步电机在一定条件下会表现出有害的混沌运动,因此研究永磁同步电机的控制技术具有重要意义。首先,基于前人的研究,给出了永磁同步电机的数学模型;其次,为消除混沌对同步电机的有害影响,基于线性反馈控制理论,为永磁同步电机设计了相应的控制器;最后,采用Matlab数值仿真验证了所设计控制器的有效性。     

摆线副结构永磁复合电机的设计与分析

将摆线液压马达与永磁同步电机相结合,设计一种定转子为摆线副结构的永磁复合电机,给出了该电机的运行机理、电机各部分的设计方法,确定了永磁体的布置方式;对所设计电机进行有限元仿真,对比径向、切向电磁力大小,与同尺寸永磁同步电机输出转矩和功率进行对比.结果表明:所设计的复合电机能够提高切向电磁力的比例,增大电机的输出转矩,提...     

永磁同步直线电机分数槽绕组谐波分析和齿槽力研究

介绍了永磁同步直线电机齿槽效应产生的原因,利用有限元法,对永磁同步直线电机谐波分量和齿槽力进行分析和仿真,运用傅立叶级数回归,求出各次谐波分量,分析结果表明,采用分数槽短距绕组方法可明显降低齿槽效应的影响。为进一步拟合出齿槽推力波动曲线,实现控制系统的推力补偿提供依据。     

大轴径离心压缩机磁流体密封传热特性研究

高温会降低磁流体饱和磁化强度,造成永磁铁退磁,影响磁流体密封装置的可靠性及稳定性。为探讨磁流体密封装置传热特性,以大轴径离心压缩机磁流体密封为研究对象,同时考虑磁流体摩擦热和轴承摩擦热对磁流体密封装置传热特性的影响,利用有限元数值计算与磁流体、轴承摩擦功耗理论分析相结合的方法,研究磁流体密封装置温度分布规律,分析齿宽、密封间隙和转速对永磁铁和磁流体最高稳态温度的影响,并确定相关工况所需冷却液质量流率。结果表明：由于轴径尺寸较大,表面线速度高,磁流体黏性摩擦热及轴承摩擦热对密封装置传热特性有显著影响,在无冷却工况下,密封装置最高温度超过磁流体和永磁铁的极限使用温度,需通过强制对流换热的方式进行降温处理;永磁铁及磁流体最高稳态温度随着齿宽增加而升高,随着密封间隙增加而减小;随着转速的增加,永磁铁及磁流体最高稳态温度升高,且转速越大,相同转速梯度差之间的温度差越大。     

轻载荷高精密永磁同步直线电机控制性能研究

分析了轻载荷高精密永磁同步直线电机中的电磁场分布,利用Matlab建立了永磁同步直线电机的模型,采用高能永磁体的正弦电流控制方法实现交轴电流的矢量控制并且构建了永磁同步直线电机位置控制的仿真系统,与实验结果进行了比较。     

Adaptive PI control strategy for flat permanent magnet linear synchronous motor vibration suppression

Due to low damping ratio,flat permanent magnet linear synchronous motor’s vibration is difficult to be damped and the accuracy is limited.The vibration suppressing results are not good enough in the existing research because only the longitudinal direction vibration is considered while the normal direction vibration is neglected.The parameters of the direct-axis current controller are set to be the same as those of the quadrature-axis current controller commonly.This causes contradiction between signal noise and response.To suppress the vibration,the electromagnetic force model of the flat permanent magnet synchronous linear motor is formulated first.Through the analysis of the effect that direct-axis current noise and quadrature-axis current noise have on both direction vibration,it can be declared that the conclusion that longitudinal direction vibration is only related to the quadrature-axis current noise while the normal direction vibration is related to both the quadrature-axis current noise and direct-axis current noise.Then,the simulation test on current loop with a low-pass filter is conducted and the results show that the low-pass filter can not suppress the vibration but makes the vibration more severe.So a vibration suppressing strategy that the proportional gain of direct-axis current controller adapted according to quadrature-axis reference current is proposed.This control strategy can suppress motor vibration by suppressing direct-axis current noise.The experiments results about the effect of K p and T i on normal direction vibration,longitudinal vibration and the position step response show that this strategy suppresses vibration effectively while the motor’s motion performance is not affected.The maximum reduction of vibration can be up to 40%.In addition,current test under rated load condition is also conducted and the results show that the control strategy can avoid the conflict between the direct-axis current and the quadrature-axis current under typical load.Adaptive PI control strategy can effectively suppress the flat permanent magnet linear synchronous motor’s vibration without affecting the motor’s performance.