双定子直线振荡电机谐振特性分析

双定子直线振荡电机采用谐振弹簧式设计,电机工作特性与运行频率直接相关.为了使双定子直线振荡电机能够获得较好的工作性能,基于气体力负载等效线性化,对于电机进行了数学建模,从理论上分析了电机运行频率对于其工作特性的影响,并通过实验进行了验证.实验结果表明,直线振荡电机的等效机械谐振频率不仅与动子质量及弹簧刚度有关,还会受负载影响而变化,随排气压力的增大而增大;而电机功率因数则在空载状态下存在两个为1的最大值.当工作频率接近机械谐振频率时,电机达到同样的排气压力所需的电流及输入功率最小,效率最高;但此时功率因数并不为1,其大小与负载及驱动频率有关.为保证电机高效稳定的运行,应根据电机工作特性曲线确定额定负载所对应的机械谐振频率作为电机的额定运行频率.     

新型双定子直线振荡电机分析及建模

新型双定子直线振荡电机可替代空调、冰箱中传统的往复式活塞压缩机,提高系统效率,降低噪声.与现有压缩机中的直线振荡电机相比,还具有结构简单与功率密度高的显著优点.其铁心与普通旋转电机铁心叠装方式相同,永磁体结构新颖.动子在两个恢复弹簧的作用下做往复运动.本文首先引入矢量模型,分析了系统的工作状态,再基于磁路方法,建立了准确的数学模型,并分析了负载及弹簧弹性系数对电机性能的影响.实验结果与分析结果吻合,证明本模型是正确有效的.     

直线压缩机用无内定子动磁式直线振荡电机的建模与分析

针对直线压缩机要求结构紧凑及力特性好的特点,提出一种新型动磁式直线振荡电机.该电机具有无需内定子、动子质量轻、加工难度小及力特性平稳等优点.在分析电机运行原理的基础上,建立了该电机的等效磁路模型,并推导了气隙磁链、电磁推力及电感的解析表达式.为验证等效磁路模型的正确性,建立了电机准二维有限元模型,并对电机气隙磁场分布及力特性进行了深入分析.实际加工了一台实验样机并进行了静态推力实验,样机测试结果、有限元分析结果和磁路分析结果较好吻合,证明了所建模型的正确性.     

共振式直线电机的机电动力学分析

提出了线性振荡电机电磁分析的新思路。在磁路分析中同时考虑了气隙磁阻,钕磁阻,窗口漏磁和磁极端部的磁通扩张效应。在电路分析中同时考虑了电感压降和电阻压降。用直接积分法推理出电磁力与外施电压的解析关系表达式。结果表明这些改进能够满足电机设计的需要。对原理样机进行了试验,证明主要技术指标基本上达到了预期要求。     

双定子直线感应电机饱和特性分析

基于电磁场理论,提出一种双定子直线感应电机电感饱和特性的理论计算方法。该方法利用简化的多折线来近似实际的铁心磁化曲线,基于该简化磁化曲线,利用磁路法计算了电机的铁心磁阻及气隙磁阻,并将铁心磁阻折算到气隙磁阻中,推导出一种计及铁心磁阻的电机等效饱和气隙表达式,利用该式可方便的计算出电机饱和电感。另外,该文将三维有限元计算和理论解析计算相结合,有效的计及了电机端部线圈对饱和的影响。最后,建立了双定子直线感应电机的耦合饱和模型,并通过实验验证了模型的有效性。     

新型双定子横向磁通直线振荡电机

现有圆筒型非横向磁通式直线振荡电机因铁心冲片叠装困难、动磁式永磁体支架性能要求高及行程短限制了其在低成本及高控制性能要求领域中的应用。该文提出的新型双定子横向磁通直线振荡电机克服了这些缺点，适用于冰箱、空气压缩机等民用产品。建立线性数学模型及准二维有限元模型，求出了力与电流的正比关系式，理论分析结果与实验结果相符。通过三组实测的振幅、电流与频率间变化曲线分析了电机实际振动频率与弹簧弹性系数的关系及系统的共振频率。     

新型双定子动磁式直线振荡电机

直线振荡电机可用于冰箱压缩机及斯特林制冷机中以提高系统工作效率。新型双定子动磁式直线振荡电机结构简单、效率高,铁心压装方式简单,采用单相工频电源,无复杂控制器及传感器。在介绍双定子动磁式直线压缩机基本结构及运行原理基础上,引入磁路法及有限元法方法对电机进行了建模和分析。分析结果与试验结果吻合,证明双定子动磁式直线振荡电机机结构是正确的、可行的。     

小型蠕动泵用直线振荡电机的数学模型研究

对应用于小型蠕动泵中的直线振荡电机进行分析,推导其数学模型,并采用有限元分析方法对同类型的直线振荡电机进行推力仿真,提取动力特性,得到了在不同电流密度和动子位移下的电磁推力,并用数学公式表示。由模型得到的计算结果和仿真结果相吻合,证明了该模型的正确性,并为该类电机的优化设计和控制提供参考。     

磁悬浮列车用钢次级直线感应电机机械特性的分析

本文运用有限元数值计算方法详细地分析了用于磁悬浮列车的单边平面型钢次级直线感应电机的机械特性，绘出了其次级中的磁场分布曲线及气隙中磁场分布曲线。与实验的比较证明本文理论的正确性。     

3C型动磁式直线振荡电机的设计与分析

为了进一步提高动磁式直线振荡电机的推力密度,在传统E型铁心结构基础上提出一种3C型直线振荡电机,采用有限元法建立两种结构电机的2D分析模型,在此基础上,计算了电机的磁场分布和电磁推力,研究了共振状态下电机的动态性能。分析表明3C型电机可以有效缓解电机局部磁饱和,提升气隙磁密,相同激励下拥有更大的电磁推力,更好的动态性能。最后,在有限元分析基础上制作了一台3C型直线振荡电机样机,并进行了电机的静态推力测试,实验结果与有限元仿真取得了较好的一致性。研究结果对推动直线振荡电机的大功率应用具有重要意义。     

两种动磁式直线振荡电动机功率损耗分析

介绍了两种动磁式直线振荡电动机(单线圈单磁钢直线电动机和双线圈双磁钢直线电动机)的基本结构和工作原理,并对它们的功率损失进行分析,主要包括铜损耗和铁心损耗。为了更全面和准确地评价直线电动机性能,提出了一种直线电动机效率的计算公式和电机铁心损耗的测量方法,并运用此方法对直线电动机的铁心损耗进行了实验测量,之后对测量数据进行分析。     

Development of Semicircular Tubular Coreless Linear Motor and Its Motion Control

This paper proposes a semicircular tubular linear synchronous motor called a “circular shaft motor” (CSM). A CSM can realize direct‐drive motion along the circumference of a circle. The design of the CSM is described. A magnetic field analysis was performed for the CSM model. The thrust characteristics of the prototype CSM system were measured in experiments. Angle control and force control were performed to demonstrate the utility of the developed CSM.     

基于极点配置的直线电机运动控制器设计

为了提高精密工作台的轨迹跟踪精度和动态响应性能,基于辨识出的控制对象离散化模型,利用极点配置方法设计精密工作台运动控制器的前馈环节和反馈环节,构成具有两自由度结构的精密工作台运动控制系统.通过实验,与PD 加速度前馈的控制方式相比较,精密工作台静态定位误差提高了0.5μm;当精密工作台以120mm/s匀速运动时,轨迹跟踪精度提高了2μm,定位建立时间缩短了10ms.表明,采用极点配置方法设计的运动控制器具有较好的动态响应和轨迹跟踪性能.     

几种基本直线振动电机的静特性分析

介绍了三种直线振动电机的基本结构和工作原理。文中用 Ansys和解析两种方法分别分析了动圈式、动铁式、动磁式直线振动电机的静态特性 ,以及每种机型的特点和主要的应用场合     

V型超声波电动机驱动头斜椭圆运动的理论分析

为有效提高V型直线超声波电动机的工作稳定性,对电机实际工作过程中驱动头的椭圆运动进行了分析.通过坐标变换,分析得出该型电机驱动头的椭圆运动轨迹为一斜椭圆.该电机驱动头的斜椭圆轨迹不仅与两个兰杰文振子的纵向振幅有关还和安装角θ有关.采用等速点分析的方法,利用冲量定理对正常安装形式下驱动头的斜椭圆轨迹在一个运动周期内对电机动子的驱动过程进行了完整分析,并得到了该型电机的机械特性方程,仿真了在该安装形式下电机的机械特性.通过和同类电机的试验对比,可以确定所得到的机械特性方程的正确性.     

永磁直线振动电机的优化设计

对一种用于小型空气压缩机的动圈式直线往复振动电机进行了优化设计研究。分析中 ,使用了轴对称有限元法 ,并考虑了系统的非线性特性。所得结果与实测值具有较好的一致性     

串联磁路结构混合式直线磁阻电机的推力特性

提出了一种新型串联磁路结构混合式直线磁阻电机的方案。在分析该电机磁路特点的基础上,通过线性解析,定量分析了该电机的电磁推力特性,并对样机进行了实验测试,表明该种结构的直线电机具有较高的推力体积比。通过合理设计电机的电磁参数及结构参数,不但可以提高电机的电磁推力,而且可以降低电机的体积和重量,提高驱动系统的响应特性。     

基于模糊自抗扰的精密直线电机运动控制

针对精密直线电机运动平台模型参数不确定以及直线电机结构特性带来的端部效应和定位力波动等非线性因素引起的系统动态响应性能下降问题,分析了直线电机运动平台数学模型,设计了一种模糊自抗扰控制器(ADRC)。通过Simulink建立伺服运动平台和控制器模型,并进行仿真优化。仿真结果表明,与传统PID控制器和经典ADRC相比,设计的模糊ADRC的跟随误差明显下降,抵抗系统扰动能力明显上升,说明了模糊ADRC具有更高精度的动态跟随能力及更好的抗干扰性、鲁棒性和自适应能力。     

一种轮式直线型超声电机

利用非统一截面梁在正交方向上的2个6阶弯曲振动模态作为工作模态,设计了一种新型直线超声电机,对其驱动机理进行详细的分析,推导出定子表面质点的运动轨迹。同时,对定子的夹持和预压力施加方案进行了设计。设计加工的电机定子直径为20mm,长109mm,重230g。在驱动电压峰峰值为300V,驱动频率为32kHz时,电机最高速度达到433mm/s,最大推力为18N,推重比达到了7.9:1。     

低频振荡下发电机响应特性的量化分析

发电机在系统振荡下的响应特性是合理、有效设计控制策略的基础.借鉴机械振动中阻尼运动的描述方法,将低频振荡下发电机主要变量的运动归纳为阻尼振荡和临界阻尼两种基本运动形态;介绍了从仿真数据提取阻尼参数建立参数运动模型的方法,实现对发电机振荡特性的量化分析;提出一种系统侧低频振荡信号的近似模拟方法,并应用于发电机响应仿真,获得了主要变量的运动模型和阻尼参数;分析了系统侧振荡幅度、频率以及初始工况对发电机功角振荡的影响.仿真研究表明,这一量化分析方法能直观有效地描述发电机参数的动力学行为.