直线旋转永磁电机及其控制技术综述与新发展

直线旋转永磁(linear and rotary permanent magnet,LRPM)电机是一种具有直线、旋转和螺旋驱动的两自由度电机,在智能制造装备、交通运输装备、新能源发电、国防装备等领域具有广阔的应用前景。主要论述直线旋转永磁电机的基本特点,分析几种典型的直线旋转电机的结构及工作原理,提出一种新的直线旋转永磁电机拓扑结构。在此基础上,分析直线旋转永磁电机的设计与优化方法,推导磁路独立的直线旋转永磁电机数学模型。在直线、旋转和螺旋驱动需求下,分别研究几种典型直线旋转永磁电机的控制技术。针对目前直线旋转永磁电机控制技术的需求,提出一种多运行模式协调控制策略。最后,给出了直线旋转电机及控制技术的发展趋势,展望其的应用前景。     

开发旋转电机第三功能,拓展新型能源研究范畴——评第六届中华优秀出版物提名奖获奖图书《旋转电机第三功能——基于旋转电磁效应的机电热换能器》

《旋转电机第三功能——基于旋转电磁效应的机电热换能器》一书总结了作者团队多年的科研成果,以无排放、节能和多种能源互补利用为目的,对旋转电机温升与损耗逆问题进行研究,利用旋转电磁效应拓宽了传统旋转电机的应用范围,实现了旋转电机除发电和电动外的第三功能,提供了研究与开发新型旋转机电热换能器的思路和方法。     

旋转-直线电机技术发展现状分析

介绍了旋转-直线电机的发展现状,简要分析了几种类型的旋转-直线电机结构.针对旋转-直线电机的特点,提出了双定子旋转直线永磁同步电机,旨在提高永磁同步电机的弱磁扩速能力,拓宽了其应用范围,也为其发展提供了新的思路.旋转-直线电机集成了旋转运动和直线运动的功能,为多自由度运动系统提供了方便,具有实用价值.     

应用旋转热管调压调速电机的温度场计算

提出了一种应用旋转热管的调压调速电机在不同转速下温度场的计算方法。首先对电机在不同转差率下，电机电源的输入波形进行了分析，根据不同频率下电机等效电路及磁场的分析，得到了不同频率下损耗的计算方法；接着对旋转热管在不同转速下的传热性能进行了分析，建立了旋转热管传热过程的数字模型；并对传统的电机温度场计算方法－等效网络法做了改进，提出了一种简化的等效网络法。最后建立了具有旋转热管调压调速电机简化的等效网     

双定子直线旋转永磁电机特性分析与实验研究

针对现有直线旋转驱动机构结构复杂、体积大、控制精度低等问题,提出一种新型双定子直线旋转永磁电机。该电机由内外定子及一个中间动子构成,能够实现直线、旋转和螺旋运动。分析了该电机的结构特点和运行原理,建立了双定子直线旋转永磁电机的等效磁路模型,推导了转矩和推力的表达式。通过求解所建立的等效磁路模型方程,以计算该电机的空载和负载特性,其计算结果与3D有限元方法一致。设计制作了实验样机,并在所设计的样机上进行实验研究,结果表明所提出的分析理论和方法可以快速、有效地分析双定子直线旋转永磁电机的特性,且所提出的双定子直线旋转永磁电机具有可行性。     

近期旋转电机标准化工作

阐述了“八五”期间旋转电机专业的三项主要任务，着重介绍了按期旋转电机标准制修订的动态。     

GB14711-2013中小型旋转电机通用安全要求解读

GB14711-2013《中小型旋转电机通用安全要求》已于2013年底替代旧版标准GB14711-2006正式实施,"CCC"强制性认证和"CQC"自愿性认证中关于中小型旋转电机的安全检测将采用新版标准进行。针对新旧标准之间存在的诸多不同,分析了中小型旋转电机新旧安全标准差异和相关换版要求,为中小型旋转电机产品的检测工作提供了保障。     

基于UC3637的永磁直线电机控制系统

由于旋转电机和直线电机的结构不同,其控制系统也有很大差异。该文介绍了1种将无刷直流旋转电机专用芯片UC3637在直线电机控制系统的应用实例,介绍了硬件和软件结构以及实验结果和应用。     

旋转电机第三功能初探

基于传统旋转电机机电能量转换理论,提出了旋转电机第三功能的概念,该旋转电机无传统电机的电能或机械能输出,而是充分利用旋转电势的二次电流损、磁滞涡流损及机械杂散损耗等,将输入的能量全部转化为传统意义上的"损耗",即全部转换为热能.介绍了原理结构、工作机理,进行了基本解析和实验研究.研究表明旋转电机第三功能的可行性,可构成新型旋转电磁热机,除具有传统热机的热效应外,还具有对水媒质的磁化软化功能、防垢除垢功能及良好的节能效果,具有广阔的应用前景.     

超声波电机及其个人计算机控制系统

按电机响应最简易控制方式,是在电机外部装上编码器和电位差计,据其所得信号来控制电机。但这往往会损坏超声波电机体积小和重量轻的特点。作者探索超声波电机内部有否潜在的旋转信息并成功地将其取出用于电机的调速。其检测是利用转子和定子的相对位置变化。一、旋转自检型超声波电机1.电机结构系统所用超声波电机结构如图1所示。电机主体有旋转自检功能。     

运用平移变换理论推导交流旋转电机电路模型的研究

目前电机学教科书中讨论交流旋转电机稳态电路模型时普遍采用频率折算的方法,该方法简单且便于初学者理解。应用电量和磁量的相似性原理及线圈的回转器模型来构建交流旋转电机等效磁电图,进而导出交流旋转电机稳态电路模型。该方法不但思路新颖,而且所得出的电路模型反映了交流旋转电机定、转子铁心和齿中的损耗情况及磁路饱和等非线性因素的影响,因而更具有一般意义。     

基于旋转变压器零位检测的SRM起动策略研究

选取旋转变压器作为位置传感器,提出了开关磁阻电机定子相顺序短时导通,以检测旋转变压器零位信号的一种起动策略。通过实时监测电机的转向,修正起动转向错误时的起动通电逻辑。电机起动过程中,采用电流斩波控制方式,避免起动转矩突变和起动电流过大。实验证明该起动策略简单易行,运行可靠,实现了加装有旋转变压器的开关磁阻电机在任意初始位置下的无反转平稳起动,提高了开关磁阻电机的伺服控制性能。     

级联式无刷双馈电机的四种动态数学模型

利用交流电机一般理论和电机矩阵分析方法,从级联式无刷双馈电机的基本结构和电磁关系出发,分别建立了四种不同的动态数学模型--三相静止坐标系数学模型、任意速度两相旋转坐标系数学模型、转子速度两相旋转坐标系数学模型、双同步速度两相旋转坐标系数学模型,并对它们各自的特点进行了分析.以建立的转子速度两相旋转坐标系数学模型为例,对该电机进行了仿真实验,从而验证了模型的正确性,为该类电机的特性分析及其控制策略研究奠定了理论基础.     

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。     

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.     

新型二自由度电机的磁路模型研究

提出了一种新型混合式直线旋转步进电动机的结构,通过分析电机结构分析在不同励磁电流下电机旋转段和直线段的工作原理。依此工作原理为基础,建立电机的等效磁路网络模型。以一相绕组通电为例,对该步进电动机全网络进行了线性解析,进而给出了该电机的转矩特性解析式。     

旋转变压器在开关磁阻电机中的应用

介绍了一种采用旋转变压器检测电机转子的位置,采用A D2S 1200将旋转变压器输出的模拟信号转化为数字信号的开关磁阻电机的转子位置检测方法.该方案能够提高系统的容错性,准确地检测电机转子的位置.     

电机滴浸夹具的改进

目前国内许多电机制造厂陆续开始采用电机定子倾斜式旋转滴浸新工艺。这工艺就是将已嵌好线的电机绕组安装于倾斜一定角度的夹具上,加温去潮后,以一定转速旋转,此时将电机绝缘漆均匀而缓慢地滴落在电机线包上,使电机线圈绝缘。电机制造厂使用的电机滴浸夹具主要有     

铁心旋转损耗模型改进与局部损耗测试

电机定子轭部及齿根部存在大量的椭圆形旋转磁通,其产生的旋转损耗大于交变损耗,因此旋转损耗的准确计算是电机优化设计的前提和基础。该文基于德国RPT型二维旋转磁特性测量系统,测量并分析了无取向电工钢片旋转损耗特性。在研究传统Bertotti损耗三项式模型和斯坦梅兹方程计算铁耗方法的基础上,提出考虑椭圆形旋转磁化下铁心损耗改进模型,并用自制的B-H矢量传感器对一台感应电机定子铁心模型的局部损耗进行实验测试,验证了改进模型的有效性。     

面内旋转模态超声波电机设计的若干技术

阐述了面内旋转模态超声波电机的工作原理,针对面内旋转模态电机的特点,分别从陶瓷片的极化、工作界面的确定、振动模态的选择、定子的固定方式、预紧机构的设计几方面论述了电机设计过程中应当注意的问题。