直线驱动新技术及其在加工装备上的应用

直线电动机直接驱动系统是近 10年发展起来的一种新型进给传动方式 ,在各类高速、精密加工设备上具有广泛的应用前景。本文介绍了直线电动机的工作原理与性能特点 ;阐述了直线电动机伺服驱动系统采用传统控制技术、现代控制技术与智能控制技术的研究现状与发展趋势 ;介绍了直线电动机在高速精密切削加工机床、压力机、电火花机床等各类加工设备上的应用情况与研究动态     

基于极点配置的直线电机运动控制器设计

为了提高精密工作台的轨迹跟踪精度和动态响应性能,基于辨识出的控制对象离散化模型,利用极点配置方法设计精密工作台运动控制器的前馈环节和反馈环节,构成具有两自由度结构的精密工作台运动控制系统.通过实验,与PD 加速度前馈的控制方式相比较,精密工作台静态定位误差提高了0.5μm;当精密工作台以120mm/s匀速运动时,轨迹跟踪精度提高了2μm,定位建立时间缩短了10ms.表明,采用极点配置方法设计的运动控制器具有较好的动态响应和轨迹跟踪性能.     

一种轮式直线型超声电机

利用非统一截面梁在正交方向上的2个6阶弯曲振动模态作为工作模态,设计了一种新型直线超声电机,对其驱动机理进行详细的分析,推导出定子表面质点的运动轨迹。同时,对定子的夹持和预压力施加方案进行了设计。设计加工的电机定子直径为20mm,长109mm,重230g。在驱动电压峰峰值为300V,驱动频率为32kHz时,电机最高速度达到433mm/s,最大推力为18N,推重比达到了7.9:1。     

Development of Semicircular Tubular Coreless Linear Motor and Its Motion Control

This paper proposes a semicircular tubular linear synchronous motor called a “circular shaft motor” (CSM). A CSM can realize direct‐drive motion along the circumference of a circle. The design of the CSM is described. A magnetic field analysis was performed for the CSM model. The thrust characteristics of the prototype CSM system were measured in experiments. Angle control and force control were performed to demonstrate the utility of the developed CSM.     

潜油直驱圆筒形直线永磁同步电动机开发

该文基于潜油直驱应用,对圆筒形直线永磁同步电动机进行研究开发。采用模块化叠片定子铁心结构、轴向充磁磁体结构及9槽/10极电机单元组成电机样机,采用动密封型式满足实际恶劣工作环境的密封要求。通过电磁场分析设计小型工程样机,并进行了样机制作和试验,试验表明,样机电机具有高出力、高运行效率特点,能够满足实际工程需要,为实际工程样机的设计制作打下基础。     

考虑邻齿效应的直线旋转步进电动机推力计算

介绍了一种新型的既能旋转运动又能直线运动的双三相直线旋转步进电动机.介绍了电机的结构,推导了直线运动部分直线推力的计算公式,得出由于该电机的直线推力是分段函数的结论,并用Ansoft有限元仿真软件对电机进行仿真.仿真结果证明了该结论,验证了推导出的理论计算公式的正确性.     

一种矩形振子新型压电直线电机

分析了振子面内弯曲模态的激发原理及电机的驱动机理。通过Ansys分析计算,得到了压电振子面内两种弯曲模态的频率,并对压电振子及电机结构进行了设计。研制了一种基于矩形复合层板面内弯曲模态压电直线电机,并进行了相应的实验研究。研究表明：当激励信号电压为380 V,频率为65.2 kHz时,电机最大运行速度约为458.3 mm/s,驱动力为2.2 N,且正反向运行良好。     

V型超声波电动机驱动头斜椭圆运动的理论分析

为有效提高V型直线超声波电动机的工作稳定性,对电机实际工作过程中驱动头的椭圆运动进行了分析.通过坐标变换,分析得出该型电机驱动头的椭圆运动轨迹为一斜椭圆.该电机驱动头的斜椭圆轨迹不仅与两个兰杰文振子的纵向振幅有关还和安装角θ有关.采用等速点分析的方法,利用冲量定理对正常安装形式下驱动头的斜椭圆轨迹在一个运动周期内对电机动子的驱动过程进行了完整分析,并得到了该型电机的机械特性方程,仿真了在该安装形式下电机的机械特性.通过和同类电机的试验对比,可以确定所得到的机械特性方程的正确性.     

专用直线振荡电机的振荡特性分析

文章介绍了直线振荡电机的一般原理，然后从电机的电磁特性，受力特性，运行特性，频率特性等方面对直线振荡电机的振荡特性进行了分析，并且用MATLAB对振荡特性进行了仿真，最后给出了实验电机的一些具体参数，实验结果与理论分析基本一致。     

基于模糊自抗扰的精密直线电机运动控制

针对精密直线电机运动平台模型参数不确定以及直线电机结构特性带来的端部效应和定位力波动等非线性因素引起的系统动态响应性能下降问题,分析了直线电机运动平台数学模型,设计了一种模糊自抗扰控制器(ADRC)。通过Simulink建立伺服运动平台和控制器模型,并进行仿真优化。仿真结果表明,与传统PID控制器和经典ADRC相比,设计的模糊ADRC的跟随误差明显下降,抵抗系统扰动能力明显上升,说明了模糊ADRC具有更高精度的动态跟随能力及更好的抗干扰性、鲁棒性和自适应能力。     

圆桶形直线电机在真空开关驱动中的应用研究

介绍了一种基于圆桶形直线电机驱动的真空开关柜驱动机构，该机构具有结构简单、性能可靠、驱动力平滑、振动小、动作行程长等特点，可广泛应用于电气开关、断路器等场合。文中对圆桶形直线电机饼式定予结构改进及对动态性能的影响进行了讨论。     

新型节能制冷机用直线电机及驱动控制

直线电机直接驱动制冷机的压缩机,省去了一般旋转电机驱动压缩机时需将旋转运动变成直线运动的曲柄联杆机构,所以电机与压缩机一体化设计后具有振动小、寿命长的优点.双直线电机与制冷机压缩机一体化设计的结构方案能够有效地利用空间,大大地减小制冷机的整机结构尺寸.     

直线伺服电机及其驱动控制器设计

介绍民一种采用直线伺服电机与斯特林制冷机一体设计的方案，双直线电机对动驱动压缩机，使制冷机具有体积小、振动轻、寿命长的显著优点。着重分析了电机的基本结构原理及其驱动控制器的设计。     

直线伺服电机及其驱动控制器设计

介绍了一种采用直线伺服电机与斯特林制冷机一体设计的方案,双直线电机对动驱动压缩机,使制冷机具有体积小、振动轻、寿命长的显著优点。着重分析了电机的基本结构原理及其驱动控制器的设计。     

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。     

一种新型直线旋转永磁作动器的分析与实验

现有的直线旋转作动器多采用直线作动器和旋转电机组合构成,结构复杂、控制精度差.该文提出了一种能实现独立或同时产生直线和旋转运动的新型直线旋转永磁作动器.分析了该作动器的结构特点和运行原理,建立了该作动器的圆弧直线等效磁路模型,推导出了旋转转矩和直线力的计算表达式.采用三维有限元方法分析了空载磁场分布,验证了磁路模型中定子永磁磁通的计算结果.最后,在所设计的样机上进行了原理性的验证,等效磁路法和有限元分析结果与实验数据吻合较好,表明等效磁路模型的计算精度能够满足工程设计分析的要求,所提新型LRPMA具有可行性.     

RPIM-FEM耦合法在电机运动问题的应用

有限单元法在计算电机定、转子运动问题的时候,遇到了困难.运动时,定、转子的相对角度不断的改变,对不同转角的转子要进行多步的电磁场计算.而运动会造成气隙单元发生畸变,造成了有限元法求解运动问题时前处理复杂;由于不需要构成单元,无单元法可从根本上消除由转子位置变化引起的网格扭转变形.可将无单元法同有限元法耦合来求解运动问题,在气隙使用无单元法,在其他区域使用有限元网格.采用径向基点插值型无单元法(RPIM)和有限元(FEM)直接耦合方法来解决定、转子之间相对运动问题.计算结果证明,该耦合方法的计算精度满足要求.将其应用在电机电磁场数值计算中,可解决由于有限元法气隙单元畸变产生的误差.     

单边直线感应电动机直接推力控制方法研究

短初级长次级单边直线感应电动机的初级在进入和离开次级导体板时会产生涡流,引起气隙磁场畸变,造成损耗,严重影响电机的运行性能。通过量化体现动态纵向边缘效应的影响,得出直线感应电动机等效电路模型。根据直接转矩控制原理,建立了在不考虑和考虑边缘效应影响下的直线感应电动机直接推力控制系统模型,按照已知参数进行仿真。仿真说明该方法在直线感应电动机控制上取得了良好的控制性能。     

利用压电原理的直线电动机及控制

为实现微小位移要求,驱动电动机应具有高分辨率及稳定、大行程的能力,其控制应具有较高的自动化、智能化,现在广泛采用磁致伸缩及电致伸缩等方法实现以上目标.本文介绍了一种利用电致伸缩原理,用压电转换元件的变形带动传动轴完成精密直线位移的电动机.它不同于普通的电动机,它有独特的运动原理和控制思想,是一种特殊的机械结构和电气控制的完整系统,该电动机不加任何减速机构直接可以实现纳米级的连续微位移,并具有一定的带载能力.     

Control Model for Large‐Sized Gantry Type Linear Motor Slider

At present, many industrial carrier devices utilize linear motor sliders. However, a heavier load requires a linear motor (which is an example of a direct drive device) to get higher power, compared with a rotary motor with a ball screw slider (which is an example of an indirect drive device). In order to obtain higher power at a lower cost, a linear slider with multiple motors can be utilized, for example, a gantry type linear motor slider. Moving the gantry type slider requires two linear motors that are set up in parallel to enable synchronization control. Some conventional synchronization control methods have been proposed for the parallel twin linear slider; however, a large‐scaled gantry type linear motor slider has two unique problems: mechanical distortion caused by the limitations of installation environment and coupling caused by joints with low stiffness. This paper proposes a control model to solve these problems, and an identification method of each parameter. Furthermore, the effectiveness of the control model is verified by comparison with simulation results and experimental results.