柱面双足驱动杆式振子直线超声电机研究

该文设计了一种双驱动足直线超声电机,其振子具有对称圆锥变幅杆的双驱动足结构,工作模态为相互正交的2个三阶弯曲振动。建立了振子有限元模型,分析了振子主要结构参数尺寸对2个柱面驱动足模态的影响规律。并基于此以降低2个驱动足工作模态频率差,提高工作模态与干扰模态频率差为多重目标,对振子尺寸进行了优化设计。实验测试结果表明,优化后2个驱动足工作模态频率差降低了67.2%,所设计的双足直线超声电机最高速度大于320 mm/s,最大负载大于11 N。     

双变幅杆V形直线超声电机研究

提出一种改进的V形直线超声电机.该电机利用两垂直兰杰文振子的纵、弯振动,在其驱动足处形成椭圆运动,推动动子运动.采用超声变幅杆结构的兰杰文振子,放大了定子驱动足处的振幅.有限元法用来设计定子结构尺寸,调节对称模态与反对称模态的频率一致性.实验表明,在预压力50 N下,该电机最大空载速度为235 mm/s,最大输出力21.4 N,定子质量为87.3 g,推重比达25.     

多足并联型压电电机的柔性定子设计

并联压电电机采用多个压电致动器提高电机输出功率,但由于驱动器间相互干扰,导致输出效率下降。该文提出了一种由簧片和质量块组成的柔性驱动足定子结构,可降低并联直线电机中致动器间的相互干扰。建立驱动足的接触振动模型,并分析各参数对输出性能的影响。设计并制作电机样机,实验结果表明,电机的输出力随着预紧力增大而增大,激励电压峰-峰值为30 V时电机的最大输出力可达1.8 N。激励电压越大,电机的最大输出力越大。通过六足和四足电机的负载特性测试对比,证明了每个驱动足都可有效作用于滑轨上,驱动足间的相互干扰降低,输出效率提高,且电机的输出力可随着驱动足数量的增大而线性增大。     

一种直线压电电机驱动足的结构优化设计

直线压电电机在精密仪器、生物医学和半导体封装等行业具有广阔的应用前景,其定子结构特性直接影响了电机运行的稳定性和输出性能。以一种直线压电电机定子驱动足的位移输出特性为优化目标,研究该类电机驱动足结构优化设计方法,提高该类电机的综合输出性能。通过分析驱动足的微观几何位移特性,理论研究了驱动足结构参数对输出端宏观运动特性的影响。研究了不同结构下驱动足的输出特性,确定驱动足的结构参数及最优值。最后对优化后的驱动足位移输出性能和力学性能进行仿真分析。加工优化样机,并测试电机的机械输出性能。实验结果表明,电机的输出力为0.64 N,比优化前增大了52.4％。     

一种弯曲模态直线超声电机的研究

提出了一种改进的弯曲模态直线超声电机。该电机利用兰杰文振子两相正交的3阶弯曲振动,在其驱动足处形成椭圆运动,推动动子运动。采用超声变幅放大了定子驱动足处的振幅。利用有限元方法用来设计定子的结构尺寸。实验表明,在电压峰-峰值200V下,该电机最大空载速度为113mm/s,最大输出力为10N。     

新型面内纵-弯复合型直线超声电机研究

为了找到一种推重比大、更利于微型化的定子结构,设计并研制了一种面内纵-弯复合型直线超声电机。探讨了该型电机的工作原理及定子驱动足椭圆轨迹形成条件,并利用有限元分析软件对定子结构进行优化设计。制作了样机,且验证了电机设计的可行性和合理性,并开展了定子驱动足振动性能和电机输出性能的实验研究。结果表明,在激励电压峰-峰值200 V、预压力20 N、激励频率45.7 kHz、相位差90°条件下,电机左、右运行的空载速度分别为0.25 m/s和0.22 m/s,最大推力为3.4 N,推重比达47(定子质量为7.36 g)。与面内纵-弯直线超声电机原型样机相比,开槽定子的驱动足振幅增大,电机输出速度和推力显著提高(空载速度提升了51.5%,最大推力提高了36%),有利于直线超声电机的微小型化。     

双足压电振子驱动模式的比较研究

为比较驻波直线超声电机双驱动足同时驱动与交替驱动的两种工作模式,该文提出了一种多足驱动的超声电机振子。该振子双侧共有4个驱动足,其中一侧的2个驱动足实施同时驱动模式,另一侧的2个驱动足实施交替驱动模式,便于比较及分析两种模式之间的性能差异。通过有限元仿真确定了压电振子的结构尺寸、弯曲工作模态及固有频率,制作振子并开展了振子的振动特性和输出性能及其比较的实验研究。实验结果表明,在激励电压峰峰值100 V、谐振频率26.30 kHz的条件下,交替驱动时空载速度和最大输出力比同时驱动提高了14%和40%。在交替驱动模式下,避免了因多个驱动足互相干扰动子而导致压电振子输出功率降低的问题,输出速度和输出力得以提高,与同时驱动模式相比,交替驱动模式有利于改善输出性能。     

一种不对称激励直线型驻波超声电机的研究

设计研制了一种新型的不对称激励的单足直线型驻波超声波电机,电机定子为一块尺寸为26 mm×13 mm×2 mm (X,Y,Z)矩形铜板和对称粘结其上表面的两块压电陶瓷片组成的复合结构.电机只有一种振动模态且只需单一频率驱动,利用不对称激励使驱动足端产生椭圆运动,不需调整不同模态的频率一致性,结构简单.通过有限元分析确定了电机的结构尺寸,由谐响应分析对电机的激励工作机理进行了分析.最后对制作的样机进行了实验测试,试验结果与理论设计一致.在激励电压为150 V,激励频率为151.9 kHz的激励条件下,测得电机最大输出推力为0.855 N,电机速度为260 mm/s.     

基于双定子直线超声电机的移动平台设计

设计了一个新型的直线超声电机移动平台,该平台利用超声电机的并联技术,采用对称的双定子推动直线导轨滑动。定子采用矩形板结构和一端铰支的夹持方式,其工作模态选用矩形结构的一阶弯曲振动模态和一阶纵向振动模态。分析表明,与其他振动模态相比,矩形板结构的一阶振动模态具有较高的输出效率;双定子对称结构能减小定子与直线导轨间预压力对移动平台的影响,利于直线导轨运行稳定性的提高;定子一端铰支的夹持方式能增加定子夹持的切向刚度,可提高平台输出力。该文最后通过实验测试了双定子平台的输出特性。实验结果表明,双定子平台的负载达到8.5kg,最大空载速度为305mm/s,与单定子平台相比,其负载增加了70%。     

一种新型直动式压电直线电机的设计

为研制高精度、大行程、宽频响的压电直线电机,提出了一种基于叠层型压电陶瓷的直动式压电直线电机.分析了电机的工作原理,对电机的结构进行了设计,制作了原理样机,并进行了实验研究.实验表明,在一定频率范围内,定子驱动足纵向振幅保持不变,且最大幅值为900 nm,电机最大无负载速度为4.8 mm/s,最大输出推力为4.5 N.     

基于实践环节的“电机设计”课程

“电机设计”是电气工程学科电机专业方向的一门重要的专业课,是一门实践性、操作性很强的课程.但是设计理论和分析内容过多占用教学时间,从而使“电机设计”课程的实践教学部份受到严重影响.我们在“电机设计”课程中合理地增加实践环节,有助于提高学生电机设计的质量和效率.     

Analysis of Brain Activation during Motor Imagery Based on fMRI

Brain activation during motor imagery (MI) has been studied extensively for years. Based on studies of brain activations of MI, in present study, a complex finger tapping imagery and execution experiment is designed to test the brain activation during MI. The experiment results show that during MI, brain activation exists mainly in the supplementary motor area (SMA) and precentral area where the dorsal premotor area (PMd) and the primary motor area (M1) mainly located; and some activation can be also observed in the primary and secondary somatosensory cortex (S1), the inferior parietal lobule (IPL) and the superior parietal lobule (SPL). Additionally, more brain activation can be observed during left-hand MI than during right-hand MI, this difference probably is caused by asymmetry of brain.     

离合器耦合传动型压电电机传动机理的研究

设计和制作了一台离合器耦合传动型压电电机。分析了离合器回程间隙的大小与电机的性能密切相关，即减小回程间隙可提高电机的堵转扭矩和速度。该文对离合器部件作了运动和弹性变形分析，认为回程间隙由两部分组成，一部分为设计和装配形成的回程间隙，可以消除，另一部分为离合器部件弹性变形引起的回程间隙，不能消除。离合器的结构参数决定了回程间隙大小。     

Analysis of Brain Activation during Motor Imagery Based on fMRI

Brain activation during motor imagery （MI） has been studied extensively for years. Based on studies of brain activations of MI, in present study, a complex finger tapping imagery and execution experi- ment is designed to test the brain activation during MI. The experiment results show that during MI, brain activation exists mainly in the supplementary motor area （SMA） and precentral area where the dorsal premotor area （PMd） and the primary motor area （M1） mainly located; and some activation can be also observed in the primary and secondary somatosensory cortex （S1）, the inferior parietal lobule （IPL） and the superior parietal lobule （SPL）. Additionally, more brain activation can be observed during left-hand MI than during right-hand MI, this difference probably is caused by asymmetry of brain.     

基于PIC单片机的注水变频电机保护测控装置设计

本文介绍了基于PIC单片机的变频注水电机保护测控装置的设计。在分析了注水变频电动机保护需要检测的重要电参数的基础上,重点介绍了装置的软硬件设计。由于采用了PIC单片机芯片进行开发设计,本装置不但可以完成注水变频电机的综合保护、检测与控制功能,而且极大地提高了注水变频电机保护的可靠性和实时性。     

面内弯纵型直线超声电机的数学模型与实验研究

提出了一种弯纵复合振动型的直线超声电机,电机由一块金属板和8片压电陶瓷片组成,金属板开设了4个长形孔,金属板开孔使电机的工作频率点得到优化.通过电机定子的机电耦合分析,提出了弯纵型直线超声电机的数学模型.弯纵复合振动的激发使定子驱动足的椭圆运动轨迹得以形成.通过实验验证了电机的可行性.     

基于ARM的步进电机控制系统

ARM已经被广泛应用于工业控制和生产生活方面,本文设计一种基于ARM为核心的步进电机控制系统,该系统相对于传统单片机控制系统,具有处理速度快,外围接口资源丰富,控制方便,精度高等特点。     

基于S7-1200PLC的多功能智能埋弧焊接辅助控制系统研究

埋弧焊接技术被广泛应用于造船、海工及钢结构生产企业,但目前焊接过程的自动化程度普遍不高,生产工人劳动强度大,工作条件差,生产效率低。文章研究了基于西门子1200PLC的埋弧焊自动控制系统,代替人工作业,提高工作效率。同时,给出埋弧焊机的模型及工作流程,研究以S7-1500PLC为主站,S7-1200PLC为从站,以触摸屏为监控的埋弧焊机控制系统。     

基于纹波电流的电机转速稳定性测试

目前电机的很多应用中需要知道电机的速度和位置,传统方法人们采用传感器来测量。现采用一种新的方法通过测量电机的电流得到电机的速度和位置,直流有刷电机的工作电流由于电刷换向过程而引起电阻的变化导致纹波电流。通过检测电机产生的纹波电流的脉冲数可以得到电机转速并计算得出电机的稳定性。基于此方法设计了以Lab VIEW为平台的测试系统,该系统实现了对电机转速数据的采集、处理、分析,从而完成对电机转速稳定性的检测。实验结果表明了该系统功能很好地完成了系统需求。     

三相异步电动机的选择与维护

三相异步电动机由于其结构简单、坚固耐用、使用和维护方便、效率高等优点,已经发展成为工业、农业生产中应用最广泛的一种动力机械,且随着智能控制技术、单片机、电力电子、交直流调速技术的发展和应用,异步电动机的应用范围正在逐步扩大。合理地选择与使用并能有效地对电动机进行保养与维护,才能保证电动机安全、经济、高效地运行,达到降损节能、提高效率的目的。