削弱永磁直线电机法向力波动优化设计

为了削弱永磁直线电机(PMLM)运动中存在于动子与定子之间的法向力波动,在推导分析法向力波动产生原理的基础上,采用最优极弧系数和磁极倒角法削弱齿槽法向力,采用优化铁心长度及端齿形状削弱端部法向力,以达到综合削弱PMLM法向力波动的目的。通过有限元仿真证明了所采用方法的有效性,可以在满足推力要求的的情况下,极大地削弱PMLM的法向力波动。所得结论可为永磁直线电机的设计提供一定的理论指导。     

永磁直线同步电动机静特性及优化设计

从永磁直线同步电机的结构出发,得到电机的推力解析解,在有限元电磁计算软件的基础上分析计算了电机的静态力特性、磁场分布特性;通过与试验数据比较,验证了有限元计算的精确性,并在此基础上指出电机优化设计的方法。可供永磁直线同步电机的进一步研究做参考。     

永磁直线同步电机推力波动约束

由齿槽力、边端力及法向吸力引起的推力波动是影响永磁直线同步电机(PMLSM)动态性能的主要因素。为了实现高速精密直接驱动系统,通过对PMLSM进行有限元分析建模,分析了齿槽力变化规律,利用傅里叶级数拟合得到齿槽力变化曲线;设计了齿槽力电流预测控制模型,对齿槽力引起的推力波动进行补偿;同时设计了扰动观测器对其他因素引起的推力波动进行补偿,进一步削弱了推力波动。最后,通过实验验证PMLSM推力波动补偿控制系统的有效性,补偿后电流和速度的波动都得到了很大改善,能够实现较高精度的直接驱动系统。     

永磁直线伺服电动机磁极形状对法向力波动分析

采用改变磁极形状及变极弧系数来减小负载情况下磁阻力波动。应用傅里叶回归分析法分解出电动机优化参数,并使用有限元分析方法进行仿真计算。仿真结果表明,采用该优化方法的永磁直线同步电动机可在推力损失较小的情况下有效抑制法向力的波动幅值。永磁直线同步电动机相对于直线感应电动机和直线直流电动机具有效率高,次级发热少,     

基于极弧系数选择的直线电动机法向力波动削弱方法

齿槽效应是直线电动机产生法向力波动的主要原因之一。为削弱齿槽效应产生的法向力波动,本文提出了基于麦克斯韦张量法和和傅里叶分解的解析分析方法,明确给出了在电枢开路的情况下齿槽效应产生的法向力波动的解析表达式。以此为基础,研究了基于不同极弧系数选择对直线电动机法向力波动的影响,并提出了极弧系数对法向力波动的确定方法。通过该方法,可以轻松地确定法向力不同极槽配合下的的最佳极弧系数,进而削弱法向力波动产生的影响,最后经过有限元验证,证明该方法是正确有效的。     

永磁直线同步电机的推力波动分析

为改善高档数控机床进给系统用永磁直线同步电机的伺服性能,需要研究减少推力波动的技术措施。文章分析了永磁直线同步电机推力波动的机理,指出齿槽效应、端部效应及法向力是引起永磁直线同步电机推力波动的主要原因。     

永磁开关磁通直线电动机优化设计

采用基于有限元法的单参数优化方法分析了6/5和6/7动/定子极永磁开关磁通直线电动机的主要设计参数对推力的影响,最大化了其在固定铜耗下的推力。比较两种电机的优化结果,发现其参数优化值和最大推力基本相同,但6/5动/定子极电机的定子结构更为简单。随后采用基于遗传算法的全局优化对6/5动/定子极电机的单参数优化进行了验证。最后,通过对电机端部尺寸的优化,将6/5动/定子极电机齿槽力降低了40%。     

减小永磁直线电动机齿槽力的分析研究

为了削弱永磁直线电动机的齿槽力,提出了改变极弧系数削弱齿槽力的方法。首先,利用能量法和傅里叶分解得到永磁直线电动机齿槽力的解析表达式,在此基础上,分析了通过合理选择极弧系数减小齿槽力的方法。最后利用有限元软件Ansoft进行了仿真验证。结果表明:优化后的极弧系数能使永磁直线电动机的齿槽力得到改善。     

永磁直线同步电动机推力波动分析及抑制方法综述

在细微进给、高精度加工数控机床伺服系统中,永磁直线同步电机运行时推力波动需要进行抑制及控制。针对该问题,目前虽然有很多的抑制方法,但均存在局限性。文章对永磁直线同步电机的推力波动成因进行了概述,同时介绍了抑制其推力波动的举措,并从电机设计角度及控制方式上进行了综合阐述。     

分段式永磁直线同步电动机有限元分析

为了研究提升系统的分段式永磁直线同步电动机(PMLSM)的运行特性,首先建立了其稳态有限元分析模型,分析了不同动子位置时电机的磁场分布,计算了不同动子位置、不同电枢电流时电机的静态力-位移-电流特性,得到电磁参数随动子位移及电枢电流的变化曲线;然后建立了分段式PMLSM的时步有限元分析模型,对分段绕组两两并联供电方式下,起动过程的动态特性进行了计算,得到动态过程中电枢电流、感应电动势、电磁力、动子运行速度、位移等物理量随时间变化过程.经实验测试验证了分析结果的正确性.     

高霍尔位置检测精度的圆筒型永磁同步直线电机设计

由于具有价格低、对机械扰动不敏感的优势,线性霍尔传感器被应用于圆筒型永磁同步直线电机动子位置检测。但线性霍尔传感器位置辨识精度会受到磁场谐波的影响而下降。为提升霍尔传感器的位置检测精度,该文在考虑机械加工误差的情况下,进行直线电机的可靠性与鲁棒性优化设计。首先,建立直线电机位置辨识精度与电机推力的解析模型,基于解析模型分析设计变量与设计指标之间的影响关系。然后,使用神经网络建立直线电机设计指标的响应曲面模型,通过不同推力系数下Pareto最优前沿得到优化设计的概率约束条件。最后,使用可靠性与鲁棒性优化设计的方法,在略微削减推力系数与磁通密度峰值的情况下,大幅降低磁场谐波含量,将电机霍尔位置的检测精度从357μm提升至109μm。     

高加速度双边型永磁直线电机的设计与优化

以高加速度与高推力密度为设计目标,设计了一种平板双边型永磁直线电机。首先通过分析极槽配合对推力性能的影响,选择了合适的极槽配合;其次采取抑制推力波动的措施对结构进行了优化,并对动子结构进行轻量化设计以提高加速度;然后基于有限元研究了两种电密情况下的电感参数和推力性能,得到空载运行情况下的动子加速度;最后,研究了两台组合式结构或永磁分段斜极的方法进一步降低推力波动,实现了大推力、低波动和高加速度的设计目标。     

面向动态性能的永磁直线同步电机设计

针对直线电机在数控机床应用时提出的越来越高的动态性能要求,将快速响应作为永磁直线同步电机设计的目标。综合永磁直线同步电机的定位力、电感、推力特性的规律,建立动态性能的分析模型,得出了影响速度响应的3个关键参数：永磁体厚度、气隙长度和线圈匝数,并逐个分析了这3个参数影响速度响应的规律。提出将速度响应和推力波动综合优化,建立综合优化目标函数,按照权重系数的不同分析方案的特点,得到速度响应快、推力波动小的设计方案。通过实验和仿真证明了理论的正确性。     

动圈式永磁同步直线电动机电磁推力波动分析

主要对动圈式永磁直线电动机进行推力波动分析,通过使气隙磁场波形和输入电流接近正弦波等措施降低电磁推力波动。利用ANSYS软件针对具体项目进行电磁推力波动优化设计,削弱电磁推力波动。     

永磁同步直线电机伺服控制系统设计

直线电机与旋转电机相比能直接获得直线运动,永磁同步直线电机能直接驱动需直线运动的设备,以获得有限可控位移。文章设计了一种基于DSP的永磁同步直线电机伺服控制系统,试验表明该系统能快速准确地追踪位置指令,为实际应用奠定基础。     

永磁直线同步电机磁阻力最小化研究

依据永磁直线同步电机磁阻力产生的原理,针对2极三槽电机,分析了其边端效应,在此基础上,考虑到齿槽效应引起的齿槽力.提出了优化初级铁心长度和初级铁心端部形式的磁阻力最小化方法.有限元分析和验证了动子铁心和边端齿的最佳长度.结果表明本文提出的磁阻力最小化方法是可行的,减小了电机的推力波动.     

永磁同步直线电动机磁阻力最小化研究

根据永磁同步直线电动机磁阻力的产生机理,针对28极24槽永磁同步直线电动机,在满足直线电动机额定推力及其他技术指标的情况下,利用数学模型优化初级铁心长度,并在有限元软件中验证结果的一致性.研究表明在不同初级铁心长度下直线电动机的端部力存在一个最小值,继而进一步调整齿宽与槽宽比例,以达到磁阻力最小,该磁阻力抑制方法将改善直线电动机的伺服运动特性,尤其是低速特性.     

永磁直线同步电机的动态模型建立以及IGA优化设计

在分析永磁直线同步电动机数学模型的基础上,构建了永磁同步直线电机的动态仿真模型,进行了仿真试验。并运用数学规划中的最优化理论,采用自适应参数调整和适应值定标相结合的改进遗传算法对永磁直线同步电动机进行优化设计。     

永磁同步直线电动机直接推力仿真

利用Matlab／Simulink仿真软件,建立永磁同步直线电动机的数学仿真模型,同时搭建了一套永磁同步直线电动机直接推力控制算法的仿真系统。仿真实验结果验证了该永磁同步直线电动机数学模型的正确性和直接推力控制算法的有效性。