考虑端部效应的混合励磁直线涡流制动器解析模型

对于提出的串联磁路混合励磁直线涡流制动器结构方案,研究了端部效应对其特性的影响,并建立了解析模型。首先,详细介绍了串联磁路混合励磁直线涡流制动器的基本结构和工作原理。其次,根据等效磁路法和麦克斯韦方程组推导出了串联磁路混合励磁直线涡流制动器的二维解析模型。然后,采用解析法分析了纵向和横向端部效应对涡流制动器制动力特性的影响,并通过引入一些修正系数考虑了端部效应对制动力特性的影响,得到了改进的解析模型,即三维解析模型。最后,采用三维有限元法证明了三维解析模型的准确性。结果显示,三维解析模型可以准确地预测涡流制动器的制动力特性曲线。     

圆筒型Halbach次级结构磁悬浮重力补偿器

提出一种结构新颖的圆筒型磁悬浮重力补偿器,次级采用Halbach永磁结构,具有悬浮力大、法向刚度低等特点。介绍了圆筒型磁悬浮重力补偿器的结构,建立圆筒型磁悬浮重力补偿器的数学模型,利用等效电流法对气隙磁场进行解析,推导出静态悬浮力、动态悬浮力及法向刚度的数学表达式。利用有限元法对圆筒型磁悬浮重力补偿器的静态特性进行仿真分析,阐述低刚度被动磁悬浮中的特殊问题。最后研制一台样机,通过实验测试验证了所提出圆筒型磁悬浮重力补偿器的可行性。     

平面电磁阻尼器的特性分析

电磁阻尼器是一种利用涡流阻尼作用使运动系统的震荡快速衰减的装置。在一些工业场合中,系统往往需要多自由度的阻尼力,传统方法是采用多个单自由度阻尼器进行组合,但是存在机械结构与系统构成复杂的缺点。该文提出一种平面电磁阻尼器,该阻尼器能够利用一个运动部件同时提供两正交方向的电磁阻尼力,具有结构简单、安全可靠等优点,可应用在光刻机工件台等需要两自由度快速稳定定位的场合中。介绍了平面电磁阻尼器的结构和工作原理,利用磁荷法和镜像法对永磁阵列的三维空间磁场进行解析,推导出电磁阻尼力的解析表达式。利用有限元对影响电磁阻尼力的尺寸参数进行分析,得到电磁阻尼力及阻尼系数的变化规律。实验结果与理论计算基本一致,验证了理论分析的正确性。     

改进型零电压转换PWM软开关功率变换器的实现机理分析

为改进传统谐振缓冲功率变换器(RSI)应用于高精度场合纹波较大的问题,提出一种改进型零电压转换(ZVT)脉宽调制(PWM)软开关功率变换器。通过LC环节减小输出电流纹波,并采用负载分段实现软开关的方式。轻载下利用交变的滤波电感电流实现主开关器件的零电压开通,重载下通过合理的导通谐振回路实现软开关,同时辅助开关器件实现零电流开关。该拓扑可采用PWM控制,具有效率高、纹波噪声小和开关频率固定的优点。通过分析电路的实现机理,对各工作时区进行解析计算,并给出实现软开关的条件。最后通过实验,在200kHz的开关频率下,验证了电路的有效性。相比于硬开关,效率得到了很大的提升,而相比于RSI在效率上虽有降低,但输出噪声却大幅减小。