平面电动机的发展现状(Ⅰ)

对国内外平面电动机的研究现状和应用情况进行了综述。平面电动机具有二维直接驱动的特点,作为可以实现高精度、高频响的平面定位装置,近年来受到广泛关注。文章对变磁阻型、感应型以及部分永磁型平面电动机的结构、原理和特点进行了归纳总结。     

平面电动机技术发展综述

综述了平面电动机的发展现状,讨论了平面电动机的分类情况,针对不同结构类型的平面电动机,简单阐述了其结构、工作原理和特点,指出平面电机技术目前存在的不足,探讨了平面电动机未来的发展前景和方向.     

平面电动机设计、控制与应用技术综述

平面电动机具有二维直接驱动的特点,它在二维平面定位装置特别是精密二维平面定位装置中具有广阔的应用前景,受到学术界和工业界的广泛关注.本文分析了平面电动机设计理论、控制方法和应用技术的研究现状,考察了平面电动机产品的发展概况,针对目前平面电动机技术存在的不足,讨论了未来平面电动机技术发展的主要方向.     

复合电流驱动永磁同步平面电机的设计方法

提出一种新型复合电流驱动的永磁同步平面电动机方案,介绍了该平面电动机的结构形式、运行原理和特点。针对其特殊结构形式和工作原理,研究该类型平面电机的设计方法。确定了该平面电机的主要尺寸,并推导出主要尺寸的计算公式。对平面电机线圈和永磁体的设计分别进行了研究,并分析了线圈截面高度和永磁体厚度对平面电机性能的影响。依据所提出的设计方法,加工制作了一台样机,并进行了相关实验,通过分析比较实验结果,验证了设计方法的合理性。     

平面电动机气隙电感计算模型

介绍了一类应用于平面电动机的、具有多相绕组配置的、有铁心式电枢(简称平面电枢)的结构特点,建立了此类平面电枢的磁动势基波函数。利用磁场基本定律和磁场能量计算方法,推导了气隙磁场能量表达式。根据电感的基本定义,在气隙磁场能量表达式中,引入电感(包括自感和互感)系数。基于微积分即级数理论,对电感系数表达式进行简化,获得形式简单的电感计算模型。针对对称运行模式,获得了主电感和谐波漏磁电感的计算公式。此工作不仅解决了平面电动机主电感计算问题,而且,将传统电机学理论中的一维分布绕组电感计算方法拓展到二维平面分布绕组的主电感计算场合。     

基于双DSP的平面电动机控制器设计

针对由4组直线电动机组合构成的三自由度平面电动机,提出了一种双DSP结构的平面电动机控制器。引入了平面电动机三自由度运动解耦控制策略,并对系统的电流控制算法和位置控制算法进行设计,给出了控制器硬件电路和软件设计方案。进行了平面电动机三自由度同步定位实验,X、Y、θZ方向各自由度稳态误差分别为±10μm、±10μm、±0.1 mrad。实验结果表明控制器能够精确有效地实现平面电动机的三自由度运动控制。     

开关磁阻式平面电动机及其控制

该文提出了一类新颖结构的平面电动机，这类电动机采用开关磁阻电动机的工作原理，结构简单、适用性强，可产生直接驱动的平面运动；在对平面电动机特性分析的基础上，进行了速度自抗扰控制研究；采取的特殊结构使半面电动机两个方向的运动解耦，使平面电动机的平面运动控制等效为两个直线电动机的运动控制；利用扩张状态观测器对扰动的观测和补偿，实现了速度的自抗扰控制；在进行控制器设计时，采用力分配函数的方法，即减小了纹波推力扰动，又使控制器的设计简单和易于实现；实验结果验证了所用方法的可行性和有效性。     

开关磁阻平面电动机设计与仿真

随着半导体及精密加工技术的快速发展,对平面定位、加工和装配机械的要求越来越高.设计了一种结构新颖的开关磁阻平面电动机,采用直接驱动方式,省去了传统平面电动机中复杂的机械传动机构.在对开关磁阻平面电动机运动机理分析与研究的基础上,设计了实验样机的基本结构和具体参数.并在Ansofi Maxwell 3D环境下进行了仿真实验,验证了理论分析和计算结果的正确性,为开关磁阻平面电动机的进一步研究奠定了理论基础.     

平面电动机的现状及发展

综述了直接驱动的平面电动机的现状及发展，总结了各种结构的平面电动机的优点和局限，以及电力电子技术和控制技术对提高平面电动机性能的应用。     

Halbach型平面电动机的直线电动机执行器研究

Halbach型平面电动机的电磁执行器由四组直线电动机构成.文章首先介绍了平面电动机和直线电动机执行器样机的结构,提出了执行器的电磁设计方案.然后引入了执行器的解耦电磁力模型,并提出了电磁力的电流控制策略,最后进行了执行器的电流控制和开环定位实验,实验结果表明执行器电磁力的电流控制策略可行,电磁力模型较准确.     

平面电动机发展现状

平面电动机是一种可以直接形成平面运动的二维电动机,由动子、定子、位置检测装置和支撑部件组成.详细阐述平面电动机的结构、工作原理及其控制方式.针对目前平面电动机的发展现状,讨论了未来发展与应用前景.     

钢次级平面型直线异步电动机的研制

对钢次级平面型直线异步电动机进行了设计、试制和试验。通过对设计参数的验证,分析了影响钢次级直线异步电动机参数的因素。基于计入边端效应的等效电路分析法,并利用电压迭代法,采用VB6编写了具有良好人机界面的设计程序,并探讨了设计、加工工艺要点。该设计程序精度可满足工程需求,解决了理论值与样机值偏差较大的问题,对钢次级平面型直线异步电动机的设计和制造具有实际的指导意义。     

钢次级平面型直线异步电动机的研制

对钢次级平面型直线异步电动机进行了设计、试制和试验。通过对设计参数的验证,分析了影响钢次级直线异步电动机参数的因素。基于计入边端效应的等效电路分析法,并利用电压迭代法,采用VB6编写了具有良好人机界面的设计程序,并探讨了设计、加工工艺要点。该设计程序精度可满足工程需求,解决了理论值与样机值偏差较大的问题,对钢次级平面型直线异步电动机的设计和制造具有实际的指导意义。     

永磁同步平面电动机的滑模控制器设计

为了实现永磁同步平面电动机的高性能定位伺服控制,提出了基于干扰观测器的滑模控制方法。基于改进的超螺旋算法,设计了永磁同步平面电动机的位置伺服控制器,在闭环系统中采用干扰观测器,对外部大扰动进行补偿,滑模控制器用来消除干扰观测误差,从而提高系统的鲁棒性和抗干扰能力。对所设计的控制系统进行了仿真研究,结果表明所采用的控制策略和控制算法使系统获得较好的定位精度,同时具有良好的鲁棒性和稳定性。     

线切割平面线圈Halbach永磁直线电动机电磁分析

磁悬浮永磁直线电动机定子线圈的平面精度是影响直线电动机平稳驱动的重要因素。采用线切割形式的平面线圈,可极大改善直线电动机定子线圈的平面度,从而改善了直线电动机在垂直方向上的精度及控制稳定性。对平面线圈进行了结构设计,对凸形Halbach永磁直线电动机进行电磁力分析,并利用有限元仿真软件对线圈的磁场与直线电动机分布进行了仿真,验证了该平面线圈作为磁悬浮永磁直线电动机定子的可行性。     

同步机功率极限运行图运行状态的应用研究

本文根据发电机的参考方向、等值电路和电势方程式和相量图,结合同步电机运行时的限制条件画出了全平面的同步电机允许的运行区域(全平面P—Q图),根据P—Q图的四个象限和两个坐标的特点给出了发电机进相、迟相、过励磁、欠励磁;电动机进相、迟相、过励磁、欠励磁;调相机过励磁、欠励磁等工况的严格定义,并对同步发电机运行中调节有功和调节无功的相互影响进行了分析。     

Halbach型磁悬浮平面电动机电流控制方法

Halbach型磁悬浮平面电动机的6个运动自由度之间存在紧密的电磁和力学耦合。为实现平面电动机的解耦控制,首先介绍了平面电动机的结构和工作原理,分析了Halbach型直线电动机执行器的特点并提出其电磁力方程,接着引入了基于模式力的解耦动力学模型,提出了模式力的电流分配方法以及垂直和水平运动的电流控制策略,文末对电流控制方法的可行性进行了探讨,设计了垂直运动的伺服控制器并进行了相关仿真。电流控制方法使6个运动自由度的运动控制方程之间不再存在耦合,且都为简单的二阶线性系统,为平面电动机控制奠定了理论基础。     

平面图形在线切割机加工中的任意角度旋转

实际加工中,一般采用步进电动机细分控制加工平台的运行,在垂直和水平两个方向采用逐点比较法插补运算逼近曲线。对于一些不规则图形,可先对加工指令表达的平面图形进行坐标旋转变换。介绍一种在线切割机加工过程中实现平面图形的任意角度旋转的方法。     

平面超声波电动机的研究

提出了一种新型平面超声波电动机.电动机采用单定子十字正交纵弯夹心换能器结构,4个驱动足位于相应端部第一个弯曲驻波的波腹处.借助有限元法,分析电机结构参数对纵振和弯振特征频率的影响趋势,调整结构参数将纵弯模态特征频率简并至22463 Hz.建立驱动足运动轨迹的数学模型,借助有限元瞬态分析,对驱动足振动轨迹进行仿真,实现对所建立振动轨迹数学模型的验证.     

Halbach磁场阵列的特性分析

提出了一种基于永磁同步平面电动机的Halbach磁场阵列.首先通过磁标势方程和边界条件对Halbach磁场阵列分布进行分析;其次用解析的方法分析磁场阵列的特性;最后用Halbach磁场阵列与Asakawa和Chitayat两种典型的磁场阵列进行特性比较,通过比较证明Halbach磁场阵列各项特性均有优越性.