多自由度超声电机的研究进展

超声电机是一种以逆压电效应为驱动原理的新型特种电机，具有结构简单、响应快速、定位精度好、可直接驱动等诸多优点。多自由度超声电机是一种重要的类型和研究热点，可实现空间中的多维运动和驱动输出，在微摄像机镜头、机器人关节、生物医学等领域具有显著的应用优势。本文从两类结构形式的定子进行分类，对国内外多自由度超声电机的研究进展进行总结和归纳，重点概述两类不同多自由度超声电机的结构优化、输出特性和应用方面等相关研究成果，为其进一步研究提供参考。     

多自由度平面感应电机发展综述

多自由度平面感应电机具有集成度高、空间体积小、运动灵活多变等优点,在需要全向驱动的场合已得到应用,有着重要的研究意义和发展前景。主要介绍了多自由度平面感应电机的研究现状,对几种多自由度平面感应电机的结构及各自的工作原理和特点展开分析,指出了多自由度平面感应电机在现研究阶段存在的缺点和不足,并提出了一些性能优化方法,探讨了多自由度平面感应电机在未来的发展前景及趋势。     

多自由度永磁电机磁热固耦合场分析

电机的运行状态和特性与它的电磁、热、固等物理场直接相关,因此对多自由度永磁电机进行多物理场耦合分析至关重要。为了研究电机的温升和应力应变情况,需要对电机运行环境中的电磁场、温度场和应力场进行耦合分析。以多自由度电机的电磁结构作为研究对象,通过磁、热、固顺序耦合的仿真计算,得到所设计结构的温升和应力应变分布。仿真结果表明,该方法适用于解决电机的耦合场问题,对研究电机的多场耦合分析计算、优化电磁设计及安全运行具有重要的应用价值和指导意义。     

混合驱动式永磁多自由度电机磁场及转矩分析

针对目前多自由度仿生电磁驱动研究所面临的问题,提出了一种新型的采用液质悬浮模式的混合驱动永磁多自由度电机。文章详细介绍了电机的结构及工作原理,建立和提出了适合于该电机的磁场和转矩计算方法;采用解析法和有限元法对电机气隙磁场进行对比分析,分析结果相互验证。最后对该电机大范围运动和精细运动的转矩特性进行了计算和仿真。研究结果表明该电机结构的合理性,并为电机进一步的优化及实验提供理论及数据支持。     

多自由度球形超声波电动机姿态测控技术综述

介绍了超声波电动机的优势及特殊的应用背景,指出多自由度是该领域的研究热点。介绍了多种结构类型的多自由度球形超声波电动机及其特点,针对球形电机高精度控制的要求,综述了电机姿态检测和运动控制的研究现状,对比分析了不同测控方法的优点与不足,并指出下一步研究及应用的方向。     

两自由度直驱感应电机运动耦合分析

两自由度直驱感应电机满足特殊场合的需求,其轴端可输出旋转、直线或螺旋运动。针对两自由度直驱感应电机多运动形式的耦合性造成对其特性分析具有一定困难,通过建立两自由度直驱感应电机的简化模型,利用麦克斯韦方程组建立旋转运动与直线运动之间相互影响的运动耦合数学模型,并对两自由度运动耦合影响进行定性分析;建立了两自由度直驱感应电机的三维有限元参数化模型。通过对电机在不同运行状态下进行仿真分析进行验证,结果显示旋转运动对直线运动存在一定的削弱影响,而直线运动对旋转运动影响则很小。说明所建立的运动耦合数学模型的合理性和可行性,对于旋转-直线电机的理论研究和应用具有一定的参考价值。     

二自由度行波型超声波电机的驱动和运动姿态控制

球形二自由度行波型超声波电机是一种多自由度超声波电机,文中介绍了一种二自由度行波型超声波电机简要的结构和机理,并介绍其驱动控制电源的设计,然后提出了一种新颖的电机姿态测量机构,最后研制基于相位差PI控制策略的电机驱动和运动姿态控制系统.实验表明,球形二自由度超声波电机驱动和运动姿态控制是可行和正确的,而且具有较高的定位精度.本文为二自由度行波型超声波电机的优化设计和性能提高奠定了理论基础.     

圆柱形多自由度超声波电动机运动控制的实验研究

介绍了自行研制的圆柱形多自由度超声波电动机的结构、驱动原理和输出性能。对该电机进行了运动控制的实验研究,包括控制系统的组成、电机的基本控制特性、控制方法及轨迹跟踪控制,最后分析了造成控制误差的原因,提出了提高控制精度的措施。     

一种新型三环定子多自由度超声电机

由于环形行波定子发展较为成熟,性能较为稳定,但只能实现单自由度旋转运动,对此提出了一种三环形定子多自由度球形超声电机,通过三个环形行波定子空间排布和激励电压的协调控制实现球形转子的三自由度运动。首先,详细介绍了三环形定子多自由度球形超声电机的结构及其所选材料;然后对环形行波定子和三环形定子多自由度球形超声电机进行理论分析,论证环形行波定子的驱动作用和三自由度运动的可行性;再通过有限元分析对环形行波定子进行模态和瞬态仿真;最后通过实验测试证明三环形定子多自由度球形超声电机,得出超声电机的输出性能,验证三环形定子多自由度球形超声电机的可行性。     

两自由度直驱感应电机优化设计及特性分析

针对两自由度驱动技术多采用两个或者多个旋转电机以及中间传动装置的复杂性,提出一种两自由度直驱感应电机新结构,可以实现直线、旋转及螺旋运动。采用解析算法,初步确定电机的主要参数;采用有限元参数化建模方法对实心转子导电材料、导电层放置位置以及导电层厚度等进行优化。仿真结果表明,转子采用钢铜复合次级材料,钢层外置铜层内置时,电机运行特性最佳。分析了旋转运动部分和直线运动部分堵转(堵动)及突加负载情况的电机特性,分析结果表明该电机性能达到设计要求。     

Modeling and vector control of planar magnetic levitator

The authors designed and implemented a magnetically levitated stage with large planar motion capability. This planar magnetic levitator employs four novel permanent-magnet linear motors. Each motor generates vertical force for suspension against gravity, as well as a horizontal force for drive. These linear levitation motors can be used as building blocks in the general class of multi-degree-of-freedom motion stages. In this paper, they discuss the electromechanical modeling and real-time vector control of such a permanent-magnet levitator. They describe the dynamics in a dq frame introduced to decouple the forces acting on the magnetically levitated moving part, namely, the platen. A transformation similar to the Blondel-Park transformation is derived for commutation of the stator phase currents. They provide test results on step responses of the magnetically levitated stage. They show 5 nm RMS positioning noise in x and y, which demonstrates the applicability of such stages in the next-generation photolithography in semiconductor manufacturing     

超声波电动机发展现状及应用

超声波电动机在精密仪器、航空航天等高端应用领域有其独特的优势.首先对超声波电动机的基本原理和结构进行了描述;然后对超声波电动机的发展现状、发展前景,以及超声波电动机的优缺点作了详细的分析,并指出了超声波电动机在数学模型、电机机构、电机控制等方向需要进一步研究和改善的手段;最后给出了超声波电动机的一些应用领域,以及超声波...     

电加热紫外光固化浸漆工艺在新能源汽车电机制造中的应用

随着电机制造技术的进步,电机绝缘技术也在快速发展。根据在电动汽车/混合动力汽车（EV/HEV）驱动电机制造领域的工程实践,从绝缘浸渍漆、工艺、设备3方面出发,介绍了一种适用于散嵌绕组电机的新型绝缘处理技术：电加热紫外光固化工艺（E-UV）。通过实际应用,证实了该技术具有能耗低、生产周期短、绝缘浸渍漆利用率高等特点,适用于EV/HEV驱动电机的批量生产。     

交流变频同步电动机的研制

目前大型无缝钢管轧机和大型厚板轧机使用的主拖动电机大多采用可无级调速的大型直流电动机,其最大的缺点是结构复杂、制造难度大、检修维护不便。通过对4000kW交流变频同步电动机的设计进行分析与直流电动机调速性能对比,发现交流变频同步电动机具备结构简单、运行可靠的特点,实验证明完全可以取代直流电动机的工作。     

球铰链的多维回转角度测量方法研究综述

球铰链具有结构紧凑、运动灵活和承载能力强等优点,是一种应用较普遍的多自由度机械关节,其回转角度的检测对系统运动误差预测分析、反馈和控制具有十分重要的意义。首先介绍球铰链的应用与结构特点,然后分析球铰链多维回转角度的测量需求,对国内外球铰链多维角度检测的相关研究发展进行综述,主要包括基于结构解耦测量、基于光学原理测量和基于磁场理论测量等方法。最后,对球铰链多维回转角度测量的研究现状进行总结,指出了其研究的重点、难点以及关键技术突破面临的挑战。     

冲切模通用模座工艺研究及应用

电机冲片工艺的推广需要研究制造结构简单、成本低的冲切模具。通过对不同结构冲切模具的实验改进,设计了一种满足生产和成本要求的冲切模具。本冲切模通用模座安装调整操作简单,稳定性好,价格合理,加工周期短。此模座可应用于高压紧凑型电机制造行业中。     

压电超声波马达发展现状及研究方向

阐述了超声波马达和传统电磁电机相比较的优点,对目前超声波马达发展概况和研究现状进行了详细分析,指出日本超声马达研究及应用主要在民用消费品领域,欧洲各国发展重点在高精仪器驱动方面,美国超声马达研究重点在航天领域和军事应用。分别对典型的行波马达、驻波马达、大力矩马达、多自由度马达、微马达以及非接触马达的原理、特点和性能进行了介绍,指出了现阶段超声波马达研究方向在于精确建立数学模型、设计新型马达结构、提高陶瓷材料和摩擦材料性能及改善控制手段等方面,从而全面提高超声波马达寿命和性能,扩展马达的应用领域。     

电机智能制造发展现状及推进策略

随着电机制造要求逐步提高、自动化逐渐普及,智能制造将成为未来主流的生产制造模式。基于对传统电机制造现状和发展趋势的分析,厘清智能制造优势及智能制造推进误区,概括智能制造推进内容及策略。以江苏大中电机股份有限公司相关项目为例,介绍智能制造的侧重内容、实施步骤、原则及实施成果。结果表明：总体生产效率提高了35.75%,生产运营成本降低了26.21%,产品不良率降低了75.84%。在此基础上概括电机行业智能制造推进参考战略,为中小型电机行业发展提供支持。     

斜槽式永磁球形电机的设计与分析

永磁球形电机由于其结构简单、控制方便,并且可以实现任意角度的偏转的特点,现在在航空航天、智能机器人等各个领域被广泛应用。本文采用8极16槽,具有三层定子结构的永磁多自由度球形电机,对球形电机的气隙磁场和齿槽转矩进行了分析,提出一种斜槽结构,对转子进行优化,利用有限元软件建立三维模型,用解析法对齿槽转矩进行分析,得到的结果与有限元方法进行对比分析,计算分析结果表明,该优化设计方法能有效降低永磁球形电机的齿槽转矩。     

永磁同步电机伺服控制（连载之一）国内外研究现状与发展趋势概述

伺服控制系统作为工业自动化领域的核心部分之一,近年来得到了广泛的关注。其中,以永磁同步电机为执行元件的交流伺服系统,因高效、高功率密度等优势,受到了众多学者、工程师的青睐。随着电力电子技术、电机设计理论及制造技术、控制以及计算机学科的发展,它被逐渐推广到了机器人、航空航天等诸多领域,成为了工业界和学术界的焦点。本文简述永磁同步电机伺服控制系统的总体结构和发展历程,介绍国内外研究现状,并对其未来的发展趋势做出展望。