振子齿对驻波型直线超声电机振动模态的影响

对一类直线型驻波超声电机振子的振动模态进行了系统分析，讨论了定子齿的位置、几何尺寸对直线型超声电机的固有频率、振型的影响，为该类驻波型直线超声电机的设计提供了理论依据。     

扇形直线超声电机的结构设计

为了探索板结构直线超声电机的设计方法,提出一种新型板结构直线超声电机。该电机的定子为4个兰杰文振子构成的扇形结构,有利于提高空间的利用效率和增加电机的能量密度。兰杰文振子有明确的纵振节点,这有利于电机的夹持。提出了电机定子结构形式,分析其运动机理,并研制了样机。实验结果表明,该电机运行平稳,最大推力为15.3N,运行速度为1.2m/s,推重比为5.4。     

低压驱动V形直线超声电机的设计

针对传统V形直线超声电机驱动电压较大、驱动电路复杂,在配合变压器驱动时不利于结构微型化的问题,提出了一种利用叠层压电陶瓷驱动的低压V形直线超声电机.在对V形直线超声电机的运行机理进行理论分析的基础上,设计了基于叠层压电陶瓷的V形振子并进行了夹持装置的结构设计,进一步制作样机并开展了阻抗实验,测试了样机的外输出特性.实验...     

双足型直线超声电机的设计及实验

研制了一种双足型直线超声电机；对其驱动机理进行了探讨，对定子表面质点椭圆运动的形成进行了分析；对定子进行了频率响应实验，分析了振子驱动足的运动干扰性。分别测定了电机的频率-速度关系、电压-速度关系、相位-速度关系。实验结果表明，双足型直线超声电机对制作工艺敏感系数小，易激发出有用模态，正反两向运动灵活，工作状态稳定，速度基本与输入电压成正比，可采用调压调速。     

双振子弯曲模态直线超声电机的结构设计

通过直线超声电机的结构形式和夹持方式的设计,改善电机的速度稳定性。提出了一款新型直线超声电机。该电机采用矩形板结构,它仅利用了矩形板结构的弯曲振动,有利于提高电机的输出效率;采用双振子结构,有利于提高电机双向速度一致性;单个振子采用一端铰支的夹持方式,有利于提高电机的结构稳定性和速度稳定性。探讨了定子的夹持形式对定子的运动自由度、结构稳定性和速度稳定性的影响规律,提出了有利于结构稳定、速度稳定的定子形式和加持方式;通过ANSYS仿真估算定子振动的对称和反对称模态频率,通过结构优化提高两相模态频率一致性。     

基于振型假定的直线超声电机动力学模型分析

基于分析动力学的哈密顿原理,采用假定将纵弯直线超声电机压电振子的复杂振动在模态域内等效成单自由度系统的简单振动,建立了基于压电陶瓷诱发应变激振的超声电机压电振子的机电耦合动力学模型,通过实例计算验证该模型是较准确的,可以用于指导超声电机的结构优化设计和参数化分析.     

基于虚拟仪器的直线超声电机机械特性测试

针对直线超声电机机械特性测试问题,建立了基于虚拟仪器的直线超声电机机械特性测试系统。设计了力与速度测试系统,为测试的直线电机提供加载,配置的压力传感器与直线型光电编码器分别用于电机输出力与速度的测量,利用虚拟仪器技术搭建了测试硬件平台。利用虚拟仪器编程语言LabVIEW对各个模块进行软件设计,以实现各自的功能。利用该系统对杆式直线超声电机和双变幅杆V形直线超声电机的机械特性进行了测试,测试结果证实该测试系统的可行性,为直线超声电机机械特性测试提供了所必需的条件。     

双足型直线超声电机的实验研究

研制了一种新型直线超声电机,首先对其驱动机理进行了探讨,设计了电机的具体结构。其次对振子进行了频率响应实验,模态实验,实验表明电机可有效激励出所需振型。分别测定了电机的频率-速度关系、电压-速度关系、相位-速度关系。电机运行中正反两向运动灵活,工作状态稳定,速度基本与输入电压成正比,可采用调压调速;其最大无负载速度可达76 mm/s,最大输出推力2 N,达到了预期设计的目的。     

四足直线超声电机模态频率一致性调节

在分析四足直线超声电机工作机理的基础之上,指出超声电机定子两工作模态频率不一致会影响超声电机的输出性能和效率。针对这一问题,根据初等结构摄动理论,结合四足直线超声电机定子动力学方程,借助有限元分析软件,找到了调节四足直线超声电机定子两相工作模态频率一致性调节的合理位置,以及对该位置进行修改时修改量与定子两工作模态频率差值的关系。对某一样机定子进行了频率一致性调节试验,该样机定子两相模态频率差值从调节前的400Hz减小到82Hz。试验结果表明,采用这一方法对四足直线超声电机定子模态频率进行一致性调节是方便且有效可行的。     

直线超声电机的研究进展

文中概述了直线超声电机特点、类型、驱动原理及其在国内外的发展研究现状，展望了直线超声电机的应用前景。     

基于整车工况的电动汽车轮毂电机散热分析

针对电动汽车运行的各种工况,在整车条件下采用计算流体力学（CFD）数值计算的方法对外转子轮毂电机的温升性能进行了仿真计算,并分析了汽车来流速度、电机轴的热导率对轮毂电机散热性能的影响。研究结果表明：来流风冷散热条件下,电动车在高负荷工况下电机的温升过大,可通过加装散热翅片或者采用水冷散热等方式来达到对电机的散热冷却效果;重复制动工况中,制动盘的高温热辐射没有使电机的温升恶化;汽车前方来流速度对电机的温升影响较大,电机轴的热导率对电机的温升影响相对较小。     

精密伺服锻压机双电机同步控制方案分析

针对新型伺服锻压机存在电机精确同步的瓶颈问题,引入了双电机交叉耦合同步控制方案.该方案将主、从电机的电流进行比较,得到了一个差值作为从电机的附加反馈信号.从电机根据这一附加反馈信号对自身的速度进行了动态调整,从而获得了较好的同步精度.先从理论角度对比分析了主令双电机同步控制方案和交叉耦合双电机同步控制方案两者的控制效果以及存在的问题.接着分别使用主令双电机同步控制方案和交叉耦合双电机同步控制方案控制锻压机执行相同的工艺曲线,通过实验对比分析了两种同步方案下的耦合误差和两电机的扭矩曲线.研究结果表明,在紧耦合的双电机系统中,交叉耦合双电机同步控制方案能满足系统的位置和扭矩同步要求,两电机的同步误差在0.35°以内.     

摆线副结构永磁复合电机的设计与分析

将摆线液压马达与永磁同步电机相结合,设计一种定转子为摆线副结构的永磁复合电机,给出了该电机的运行机理、电机各部分的设计方法,确定了永磁体的布置方式;对所设计电机进行有限元仿真,对比径向、切向电磁力大小,与同尺寸永磁同步电机输出转矩和功率进行对比.结果表明:所设计的复合电机能够提高切向电磁力的比例,增大电机的输出转矩,提...     

九相异步电动机的非正弦驱动仿真试验

为了对多相电机非正弦驱动系统进行研究,分析了非正弦驱动技术的原理,建立了适用于仿真的九相异步电机模型。以Matlab Simulink为开发平台,应用推广的Park变换,把自然坐标系下的电机模型转换到d-q谐波平面,并在此基础上建立了通用型的仿真模型。基于多相电机可以注入高次谐波增强电磁转矩原理,向定子侧注入1、3、5、7次电压的叠加,并对非正弦供电与正弦供电情况下的电机转速、电磁转矩波形进行了对比。仿真分析结果验证了该电机模型的正确性,以及非正弦驱动技术的优越性。     

永磁体助磁的双转子双鼠笼异步电机研究

针对异步电机功率因数低的问题,对一种新型电机—永磁体助磁的双转子双鼠笼异步电机进行了研究。介绍了该电机的基本结构和工作原理,创新性地采用了双鼠笼的结构,并对笼间磁轭厚度对电机性能的影响进行了分析。利用有限元分析方法对该电机和双转子单鼠笼异步电机及普通异步电机分别进行了仿真分析,通过比较3种电机在不同负载下的运行状况来研究电机的起动能力和稳态运行性能。仿真研究结果表明,永磁体助磁的双转子双鼠笼异步电机较双转子单鼠笼异步电机和普通异步电机具有更高的功率因数和效率,较双转子单鼠笼异步电机具有更好的起动性能。     

助磁式单相异步电机的研究

针对单相异步电机的特点,提出了一种新型的单相异步电机结构——助磁式单相异步电机,它能有效地减小气隙磁场椭圆度,提高电机运行性能。在理论上分析了助磁式单相异步电机的基本原理,建立了电机模型,进行了计算机仿真,并结合试验数据,将助磁式单相异步电机与普通电容起动单相异步电机进行比较,从而在理论和实践两个方面给予了很好地证明。     

基于VB的永磁同步电机设计及优化平台

为解决传统永磁同步电机由于设计计算和查表工作复杂、耗时长、计算修正参数过多而导致精确性较差等的问题,将禁忌算法和模糊控制应用到传统永磁同步电机设计中,利用Visual Basic编写程序,对永磁电机磁路法设计过程进行了编程,建立了动定子结构尺寸和电机工作特性曲线之间的关系,提出了一种优化电机效率和功率因素,调整电机结构尺寸的方法;利用有限元软件对永磁同步电机的电感、功率等几个重要参数加以验证,并进行了瞬态仿真试验。仿真试验结果表明,该优化方法可提高电机的功率因素和效率,减小定子的电流密度,并可有效地优化永磁同步电机。     

一种双足驱动压电直线电机

为研制高精度、大行程、大推力的压电直线电机,设计了一种基于叠层压电陶瓷的步进式压电直线电机。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,定子驱动足振幅与电压成线性关系,且最大振幅可达2.9μm,电机最大无负载速度为796μm/s,最大输出推力为4.8N,达到了预期的目的。     

Evaluating the influence of mechanical system vibration characteristics on servo motor efficiency

In this study, the influence of mechanical vibration characteristics on the efficiency of a servo motor was experimentally investigated. For this purpose, a dedicated apparatus comprising two servo motors connected to a coupling was used. The efficiency of the motor was investigated by first considering the signals of voltage and current; then, the mechanical power was calculated from the acquired torque and angular velocity supplied by the motor. Subsequently, working conditions involving different angular velocities and loading torques were investigated to generate a motor efficiency map. To clarify the influence of the vibration characteristics on the motor efficiency, two types of couplings differing in torsional stiffness and damping characteristics were considered—Type A and Type B. The efficiency was calculated for eight vibration conditions imposed via the selection of the velocity control gain settings for both types. Resultantly, the manner in which the efficiency is affected by the vibration conditions was clarified. Moreover, coupling in the case of better vibration damping characteristics was confirmed to yield a higher motor efficiency for all gain settings. Furthermore, motor working conditions corresponding to high and low motor efficiencies were evaluated, and the motor thermal behavior was investigated. Overall, a lower motor efficiency was confirmed to be associated with increasing temperatures. These results suggest the importance of the vibration characteristics of mechanical systems for achieving high efficiency.     

直线电机的发展及其磁阻力优化综述

针对传统间接驱动系统在自动化设备上的应用缺陷等问题,提出了直接驱动的概念,以直线电机为动力源直接推动运动台运动。在比较直接驱动与传统间接驱动性能的基础上,论述了直线电机在大行程、高速高精度自动化控制领域的应用趋势,并从驱动原理、驱动力和定位精度等方面介绍了国内外直线电机的研究现状。针对影响直线电机驱动性能的磁阻力参数,归纳了相关文献削弱磁端效应和减少齿槽力的原理和研究方法,并从电机本体设计与电机控制技术两个方面对直线电机磁阻力的优化方法进行了总结。研究结果表明：直线电机以其良好的运行性能将逐步取代传统旋转电机的市场地位,同时直线电机在工程应用上的深入推广必须解决制造工艺、电机热效应、电机驱动器设计等问题。