双转子平面微电机定子制作工艺研究

为减小平面微电机轴向尺寸，解决轴向单边拉力问题，制作了双转子平面微电机。定子采用平面结构，双面各呈辐射状均布平面线圈，正、反面相对应的线圈由穿过基底的引线相连。采用以准许LIGA技术为基础的制作方法。在双面线圈定子制作工艺中，通过设计适当的工艺步骤，并控制甩胶、前烘与曝光条件，在已腐蚀出引线通孔的衬底上完成双面光刻并电铸孔引线的工艺过程。定子直径为23mm，孔引线边长500μm，深约400μm，线圈线宽100μm，高度35μm。装配后的电机测试结果表明电机运行平稳，力矩波动小。     

电磁型微电机定子绕组的研制

本文主要阐述应用微细加工技术研究和开发电磁型微电机定子绕组的制备工艺，重点介绍制备定子绕组所涉及到的各种材料及其用途。采用掩模电镀技术解决了平面工艺难以解决的线圈绕组。本研究结果为双层十七圈三对六组绕组系统。最小线宽为３μｍ，微电机直径为２ｍ，最大工作电流１２０ｍＡ，电阻值在２４－２５Ω之间。输出力矩为１．５μＮＭ，转子转速每分钟可达５００转。     

嵌入式电磁型微电机定子绕组的研制

阐述了采用ＮｉＦｅ 合金作为微电机定子绕组的铁芯材料,完成了电磁型微电机从非嵌入式向常规的嵌入式定子绕组的转变,无论是从定性分析还是从最后的测量结果都证明在相同的条件下,嵌入式电磁型微电机定子绕组的输出力矩要大大高于非嵌入式定子绕组的输出力矩,由原来的１－５μＮｍ 提高到４μＮｍ 。     

一种圆筒型转子的中空型超声电机的研制

针对某些飞行器舵机控制系统需要旋转型超声电机具有中空结构、转子与负载结构融合以及具备一定的保持力矩等特定工程技术需求,该文提出了一种圆筒型转子与舵翼结构一体设计(外圈输出)的中空型超声电机,开展了该型电机的结构及预压力施加方案的设计和试验研究。建立了电机定子的有限元模型,分析了不同结构尺寸对定子模态的影响,进行了结构尺寸的灵敏度分析,优化了定子的结构,计算出其共振频率、振动幅值。最后试制出了原理样机。实验表明,在激励电压为450 V,激励频率为40.2 kHz时,样机的空载转速可达208 r/min,堵转力矩可达0.35 N·m。     

微马达结构、气隙磁场和绕组层数对微马达输出力矩的影响

电磁型微马达以其输出力矩大、运行寿命长、易于实用化的优点成为微机电系统、微型机器人和微型可动部件理想的驱动器。从微马达结构1气隙磁场、转子厚度、转子写入磁极数和定子绕组的层数对微马达输出力矩的影响进行了分析和讨论。     

异步电动机为什么会转起来？

目前,农村和城市用的电动机,一大半是三相异步电动机,与其它的电动机相比,具有结构简单、运行可靠、价格便宜、转换效率高、使用维护方便等一系列优点,故应用极为广泛。为更深入地了解电动机,现介绍如下。一、三相异步电动机的构造要了解电动机为什么会转动起来,就应先了解其结构和构造。三相异步电动机由轴承盖、端盖、接线盒、定子铁芯、定子绕组、转轴、转子、风扇、塑壳等组成。其主体包括定子和转子两大部分。定子结构如图1所示。它由机座和装在机座内的圆筒状铁芯以及嵌放在铁芯槽内的三相定子线圈组成。机座是用铸铁或铸钢浇注加工制成,铁芯是用冲压成型的硅钢片压叠加工制成,其结构如图2所示。转子由转轴、转子铁芯和转子绕组等构成,其结构如图3所示。转子铁芯呈圆柱形,     

平面微电机定子线圈制作工艺研究

为了在平面微电机有限大尺寸的定子上制作高深宽比结构的绕组线圈,对高深宽比微结构的制作工艺进行了研究,综合比较各方面因素,从中找出了成品率高、可重复性好、工艺步骤尽量简单的平面线圈制作工艺,即在硅沟槽里通过微电铸得到高深宽比平面铜线圈的深刻蚀成型电铸工艺,并分析了光刻工艺关键参数之间的关系及对后续工艺的影响。通过该工艺制作的直径为10 mm的定子线圈深宽比大(宽40μm、深80μm),无空洞,并且在工艺上还有很大的深宽比挖掘潜力。该工艺亦可应用于其他需要高深宽比平面线圈的微执行器的制作中。     

圆柱-球体三自由度超声电机的研究

从实现圆柱-球体多自由度超声电机的运动原理和提高其输出性能的角度出发，提出了该种电机设计的基本要求。在此基础上，设计了一种新的电机定子结构，并用有限元法对该定子进行了模态分析和设计计算。依据设计结果，制作了样机。实验结果表明，定子的工作模态基本上满足其设计要求，电机的输出性能较以前有了大幅度的提高。同时也证明所采用的设计方法是正确的。     

平面电磁型微电机定转子制作工艺

为了在平面微电机有限大尺寸的定子上制作大深宽比结构的绕组线圈,对大深宽比微结构的制作工艺进行了研究,综合比较各方面因素,从中找出了成品率高、可重复性好、工艺步骤简单的平面线圈的制作工艺,即在Si沟槽里通过微电铸得到大深宽比平面铜线圈的深刻蚀成型电铸工艺;分析了光刻工艺关键参数之间的关系及对后续工艺的影响。通过该工艺制作的直径10mm定子线圈深宽比较大(宽40μm、深80μm),且无空洞。该工艺有很大的深宽比挖掘潜力,也可应用在其他需要较大深宽比平面线圈的微执行器的制作中。     

基于EKF的异步电机直接转矩控制系统仿真研究

为了提高直接转矩控制(DTC)系统定子磁链估计精度,降低电流、电压测量的随机误差,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)实现异步电机转子位置和速度估计的方法.扩展卡尔曼滤波器是建立在基于旋转坐标系下由定子电流、电压、转子转速和其它电机参量所构成的电机模型上,将定子电流、定子磁链、转速和转子角位置作为状态变量,定子电压为输入变量,定子电流为输出变量,通过对磁链和转速的闭环控制提高定子磁链的估计精度,实现了异步电机的无速度传感器直接转矩控制策略,仿真结果验证了该方法的可行性,提高了直接转矩的控制性能.     

一种控制力矩陀螺用双频驱动的超声电机

控制力矩陀螺的框架电机要求控制精度高,机械响应快,转速低,质量小,能适应高真空、高温差的工作环境。为满足上述需求,该文为控制力矩陀螺设计了一种异型模态超声电机,用以驱动力矩陀螺框架。并基于有限单元法计算及优化了样机外形尺寸,完成电机速度特性和负载特性的测试及优化。结果表明,该超声电机由超声电机定子、力矩陀螺转轴、基座组成。定子通过铰链固定于基座,弹簧机构对其施加预压力。超声电机质量25 g,最大输出扭矩0.04 N·m,满足控制力矩陀螺的使用要求。     

φ1mm电磁型微电机定子绕组研制

本文主要阐述应用微细加工技术研究和开发1 mm电磁型微电机定子绕组的制备工艺。采用高 -高比光刻技术和掩模电镀工艺 ,解决了高 -高宽比线圈的制备工艺 ,有效地降低了线圈的直流电阻 ,另外用 Al2 O3薄膜溅射工艺解决了线圈层间的绝缘 ,并且提高了线圈的抗发热等级。本研究结果为 4层 2 8圈 3对 9组绕组系统。微电机定子绕组直径为 1 mm,最小线间距为 1 μm,最大工作电流可达 1 80 m A,单相直流电阻在 1 0— 2 0Ω之间。     

录象机用无刷直流电机

近年来录象机使用无刷直流电机。取代了有刷直流电机。有刷直流电机转子线圈的整流子与电刷接触容易产生火花,产生干扰。而无刷直流电机,采用霍尔元件和晶体管,取代了整流子的作用。并且采用定子线圈在电机里边,     

一种具有高转速的新型非接触式超声电机

提出并研制了一种具有高转速的新型非接触超声电机。建立了电机的驱动分析模型,仿真获得了输出力矩的特性。实验测试了样机定子的振动特性、电机转速和堵转力矩。其最高转速达到6 031 r/min,堵转力矩为3.5 mg.m。研究结果表明,理论分析和试验结果较吻合。     

基于滑模观测器的无刷直流电机无位置控制系统设计

采用滑模观测器原理,结合αβ坐标系对无刷直流电机非线性方程进行线性化,并根据电机的定子相电压和电流对电机的转子位置和转速进行了实时的在线估计.针对算法中低通滤波器输出中含有高次谐波问题,对算法进行了改进,将低通滤波器的输出接入具有推广卡尔曼结构的反电动势观测器,同时对电机负载转矩的扰动影响进行了实验研究.仿真和实验验证表明,该控制系统设计合理,并且具有很好的鲁棒性.     

一种新型多定子直线型超声电机的研究

直线型超声电机具有可直接驱动、精度高、响应快、适用于真空环境等优点，但驱动力较小。为提高工作台的负载能力，该文提出并研制了一种多定子直线型超声电机。样机由两个定子和一个动子(与工作台台面相联)组成。定子是一个利用1阶纵振和2阶弯振、带双足的兰杰文振子，双足交替驱动。讨论了该电机的驱动机理，对定子的结构进行了优化设计，给出了定子、动子、工作台一体化的设计方案，并对电机的输出性能做了初步的实验研究。     

压电叠堆驱动式超声电机设计

该文研究了拟发挥压电叠堆大输出力的特点,并提出了一种压电叠堆驱动的超声电机。电机定子由压电叠堆与金属弹性体结构组成,定子在交变激励信号下产生行波振动,并通过摩擦耦合驱动转子旋转输出。该文制作了样机,并搭建了实验平台。测试结果表明,电机转速与驱动电压呈正相关关系。当驱动电压峰-峰值为310 V时,电机最大输出转速为42.55 r/min,输出扭矩为0.8 N·m。     

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％。     

利用DSP控制直流无刷电机

直流无刷电机实际属于永磁同步电机,一般转子为永磁材料,随定子磁场同步转动。这种电机结构简单,而且由于移去了物理电刷,使得电磁性能可靠,维护简单,从而被广泛应用于办公自动化、家电等领域。直流无刷电机运行过程要进行两种控制,一种是转速控制,也即控制提供给定子线圈的电流;另一种是换相控制,在转子到达指定位置改变定子导通相,实现定子磁场改变,这种控制实际上实现了物理电刷的机制。因此这种电机需要有位置反馈机制,比如霍尔元件、光电码盘,或者利用梯形反电动势特点进行反电动势过零检测等。利用光电编码器的系统在软件实现上更方便…     

超声电机定子支撑结构的抗过载能力分析

为提高弹载舵机控制用超声电机的抗过载能力,该文选取超声电机最薄弱的定子支撑为研究对象,以其厚度、位置及宽度为设计变量,使用有限元分析法模拟炮弹发射时产生的10 000 g（g=9.8 m/s2）高过载环境,研究不同参数定子支撑的抗过载能力,设计出合理的超声电机定子结构。最后通过马歇特锤击实验得到优化前、后定子的高过载冲击变形情况,并使用磁滞测功仪检测装有冲击变形后两种定子的超声电机的输出性能。实验结果表明,采用优化后的定子结构的超声电机经大过载冲击后,其输出性能更好。