用MATLAB计算径向充磁无刷直流电机的气隙磁密

提出了用MATLAB软件解析求解径向充磁无刷直流电机磁密分布的方法,并用该方法分别计算了在磁极数量、磁钢弧度角、磁钢厚度不同时电机的气隙磁密分布。该方法非常适用于工程上永磁无刷直流电机设计和优化。     

直驱永磁风力发电机电磁仿真分析与优化设计

首先利用Ansoft软件建立直驱永磁风力发电机的Maxwell二维(2D)有限元模型,之后对直驱永磁风力发电机进行斜槽2D仿真分析。在此基础上,以直驱永磁风力发电机的齿槽转矩的减少及气隙磁密的均值为目标,选择Maxwell优化模块中内置的遗传算法作为参数优化的方法,对直驱永磁风力发电机的磁钢宽度、磁钢厚度、磁钢与转子中心距离、转子外径等结构参数进行优化设计。通过对参数优化前后的齿槽转矩及气隙磁密曲线的对比,验证了优化设计方法的有效性。     

一种双圈磁钢无刷直流电机

针对现有的飞轮用无刷直流电机气隙磁密均匀性差、刚度低、功耗高等缺陷,提出一种双圈磁钢结构无刷直流电机方案,并基于现有磁悬浮飞轮结构进行了电机总体结构设计,通过等效面电流法与数值分析法分别对其气隙磁密进行了数学建模与磁场仿真分析,二者分析结果相对误差基本低于5％,验证了双圈磁钢结构无刷直流电机方案设计的合理性.采用有限元...     

基于音圈电机的主动光学力促动器研究

采用音圈电机实现直线位移校正,采用最少拍控制理论对音圈电机进行位置反馈控制,实现了快速响应,无稳态误差,超调小,扰动快速恢复,高分辨力等传统PID控制算法无法大幅优化的控制系统性能指标。     

基于混合驱动的大行程快速刀具伺服设计与控制

为获得高精度大行程快速刀具伺服（Long-range fast tool servo,LFTS）系统,以柔性铰链为运动导向机构,提出一种基于洛伦兹电磁力与压电混合串联驱动的LFTS系统构成策略。对于该混合驱动,基于洛伦兹力的音圈电机用于实现大行程运动,而高频响压电则对其进行高精度动态补偿。针对压电驱动,为提高系统输出刚度及寄生运动抑制能力,提出一种改进的具有完全对称构型的桥式柔性放大机构。两种驱动的垂直布置构型及压电驱动的完全对称性有效降低了驱动间动力学耦合。基于试凑法和智能优化算法,结合机-电-磁理论模型分别优化获得了音圈电机及压电驱动系统关键参数,并采用有限元仿真验证了设计的正确性。为获得高精度运动跟踪,提出音圈电机开环逆动力学控制及压电驱动闭环补偿LFTS整体运动误差的控制策略,借助所辨识系统动力学模型最优设计了相应控制器。最终,通过试验样机开闭环性能测试,验证了系统设计与控制策略的有效性。     

外转子永磁轮毂电机的设计研究

阐述了轮毂电机在电动汽车上的优势,其有两种不同的结构形式,其中结构紧凑的直驱式外转子是目前研究热点。以外转子直驱式永磁电机为研究对象,介绍了绕组设计、槽极数组合选择和磁钢设计,并提出了降低齿槽转矩和不平衡磁拉力的措施等。最后以一台外转子轮毂电机为模型,对其性能进行了仿真分析,效果明显。     

一种电子磁罗盘航向误差的自适应补偿方法

分析软硬磁干扰对磁罗盘航向角的影响,建立相应的磁罗盘航向误差模型,并将模型参数作为卡尔曼滤波器的状态量,在 MIMU 的辅助作用下,使模型参数随周围磁场环境变化而改变,增强了磁罗盘航向测量的环境适应性。卡尔曼滤波器的观测量分为常规观测量和机动观测量,机动观测量在估计航向误差模型参数时增加了当前航向的权值,提高了当前航向的误差补偿精度。实验数据表明,在干扰磁场较强且人为改变干扰磁场的情况下,最大航向误差为±14.5°,经过自适应补偿后降至±0.2°以内。本算法可以精确地、自适应地对磁罗盘航向误差进行补偿,非常适合在周围磁场易变化的环境中使用。     

动磁式线性压缩机励磁线圈的设计分析

对用于动磁式线性压缩机的励磁线圈进行设计分析。通过研究线固匝数、线径以及串并联接法对电机动子行程、电磁力及电机效率的影响,提出了动磁式线性压缩机励磁线圈的设计思路,并针对线性压缩机开启过程中荷载较小、电流大,易撞缸的问题,从线圈设计角度提出了解决方案。     

基于音圈电机的主动悬架双闭环控制系统研究

为了提高电磁式悬架主动控制的性能,简化作动器结构以及控制系统,设计一套以单相两极的动圈式音圈直线电机作为作动器的主动悬架控制系统。设计了外环模糊PID,内环电流滞环的双闭环控制器。搭建了作动器驱动电路,验证音圈电机的电流跟踪控制,证明音圈电机作为作动器是简单有效的。通过分析汽车悬架模型和音圈电机模型,在MATLAB/Simulink仿真环境中按照实际参数搭建控制系统进行仿真验证,结果表明,该系统动态响应快,控制精度高,降低车身振动加速度约27%,该控制策略可以有效减振。     

基于EI磁阻电机和直线音圈电机的混合控制

文章首先分析了目前直线音圈电机在微动运动台定位控制系统中应用的优缺点,在此基础上设计了一种EI磁阻电机和直线音圈电机的混合控制系统。该控制系统中选择EI磁阻电机作为前馈控制电机,音圈电机作为反馈控制电机。仿真实验验证了EI磁阻电机的小电流大推力特性,实现相同的加速度,EI磁阻电机所需电流仅是直线音圈电机的1/3左右。试验验证了该控制系统,与单使用音圈电机控制系统相比,伺服性能明显改善。此控制系统,对于实现下一代微动运动台的高加速高精度定位有很高的参考价值。     

基于MSP430的步进电机调焦控制系统设计

光电经纬仪在对空中目标进行跟踪测量时,为了获得清晰的图像,提高作用距离,需要进行调焦.文中设计了基于MSP430F169单片机的调焦控制系统,采用步进电机作为执行机构,电位器作为位置测量元件,UP-4HB01B作为步进电机驱动芯片.定位控制实验结果证明:调焦控制系统最大误差为0.0375 mm,平均误差为0.01125 mm,均方误差为0.005 665 mm,能够满足调焦控制系统的要求.     

凸形极靴表贴式永磁磁极同步电机性能优化

针对表贴式永磁同步电机空载径向气隙磁密波形正弦性差导致电机反电势波形畸变,影响电机输出性能,改良的复杂结构的永磁钢导致加工成本提高的问题,提出一种表贴式矩形永磁钢加装凸形极靴的新型磁极结构。利用有限元软件建立3相18极54槽永磁同步电机,研究极靴参数对永磁同步电机空载径向气隙磁密、空载反电势、齿槽转矩和永磁钢涡流损耗的影响规律,获得最优极靴参数。输出特性对比分析可得,加装极靴的新型磁极电机空载反电势波形正弦性明显提高,齿槽转矩和永磁钢涡流损耗大幅度降低,电机输出性能显著改善。     

音圈电机直驱高速开关阀动态特性研究

为满足水下作业设备的小型化和环境相容性的要求,针对国内水压环境下高速开关阀研究较少的现状,提出了一种音圈电机直驱高速开关阀。通过建立音圈电机直驱高速开关阀的一系列相关动态模型,采取AMESim批处理方法和遗传算法分别对比分析高速开关阀主要结构的单参数与多参数变化对其动态特性的影响,从而实现结构的优化,提高其动态性能。结果表明,基于遗传算法多参数影响关系得到的音圈电机直驱高速开关阀主要结构参数的变化趋势与单参数优化结果基本一致;而且经过多参数优化提高了音圈电机直驱高速开关阀动态性能,缩短了响应时间。     

基于粒子群算法的音圈电机参数辨识

在LED焊线机系统的基础上,分析并推导音圈电机的数学模型。在音圈电机的开环模式下,实验并采集数据。采用粒子群算法处理数据,从而得到音圈电机的各个参数。将实验数据与仿真数据对比,验证了模型的正确性。再将辨识的电机模型代入到闭环模式下,将仿真数据与实验数据对比,也验证了模型的正确性。     

PWM供电变频电机铁耗工程计算方法研究

从交流电机铁耗的计算基础出发,介绍PWM供电变频电机三种不同的铁耗计算模型,并在相同磁密时比较三种铁耗计算模型计算和实验测量之间的误差。目标是从工程的角度比较这三种铁耗计算模型的实用性,特别是每种方法的测量、计算难度。     

具有耦合补偿功能的大行程二维柔性平台

设计了一种基于双级复合平行板簧结构的大行程二维并联微位移平台,以解决二维柔性平台尺寸大、行程小,运动耦合误差大,运动性能受加工误差影响等问题。设计的微位移平台在每个运动方向均采用两个音圈电机同时驱动,通过调节两音圈电机信号比例来补偿加工误差造成的运动耦合误差,完成X和Y方向的运动解耦,从而降低系统对加工精度的依赖程度。根据卡氏第二定理建立了平台力学模型,优化了平台尺寸参数,并利用有限元仿真对设计的平台性能进行验证。最后,搭建了微位移定位系统实验平台。实验结果表明:设计的柔性平台行程与平台尺寸占比大,定位精度高,运动解耦性能得到大幅改善,实现了±2.25mm×±2.27mm工作行程,工作行程与平台尺寸占比约为1.73%,运动耦合误差小于0.27%。     

石油抽油机用外转子永磁电机设计与有限元分析

结合石油抽油机的工况,设计了一种外转子永磁同步电机,该电机具有低转速、大转矩、直驱式的特点,解决了传统石油抽油机效率低的问题。运用ANSYS Maxwell软件建立了分析模型,对电机空载特性进行了仿真计算,分析气隙磁密波形对电机性能的影响,并对电机设计进行了优化。     

永磁体磁角度偏差对电机性能影响的分析

在精密电机制造过程中,磁钢磁角度偏差对电机性能有一定影响,但是这种影响难以得到精确的评估。针对电机设计中广泛使用的平行充磁方式,采用Ansoft有限元软件对磁钢磁角度偏差引起的电机反电势系数、谐波、齿槽转矩的影响进行分析,对高精度、高功率密度电机的研究开发以及生产过程中保持产品质量的一致性有一定积极意义。     

音圈电机驱动系统设计与分析

作为直线作动的音圈电机具有直接驱动、快速响应、结构简单等优点。为了充分发挥其性能,基于经济性和高性能考虑,进行了"微控器+功能模拟电路"音圈电机驱动控制硬件系统设计。在设计中,提出综合采用数字电路与模拟电路的设计方案;设计了微控器电路、H全桥驱动桥电路、超精密电流测量电路等;通过电路建模仿真、实验测试和实际应用,验证了驱动板的设计有效性。     

一种采用磁悬浮的直线电机精密检测方法研究

针对传统直线电机电磁参数检测中由于摩擦引起的测试精度低等问题,根据永磁同步直线电机电磁分析模型和傅里叶级数法分析了电机气隙磁密、反电动势和电磁推力,提出了一种利用磁悬浮技术的直线电机无接触式精密检测方法,同时设计了对应的实验装置。该检测方法采用磁悬浮技术将被测直线电机无接触地悬浮在直线导轨上,由陪测电机带动被测电机沿导轨做直线运动,在运动过程中通过测量陪测电机与被测电机之间的相对位/力关系来实现电机力/电参数的测量。建立了该精密检测方法的实验平台,并利用实验平台实测了直线电机的推力波动和反电动势两个参数。