直接磁悬浮永磁直线电动机运行机理研究

为了消除直线电动机数控机床进给系统的摩擦阻力,实现无摩擦进给,提出了一种靠自身产生的磁悬浮力来解决数控机床进给系统的悬浮问题的新型直接磁悬浮永磁直线同步电动机。采用虚位移法建立其瞬态场中推力及磁悬浮力解析表达式,并且利用有限元软件ANSOFT对电动机进行了建模及分析,将解析计算结果与ANSOFT的计算结果进行比较,证明了采用虚位移法所建立模型的正确性,同时仿真结果也证明该直接磁悬浮永磁直线电动机自身可以产生解耦的并且可控的推力和悬浮力,实现无摩擦进给。     

磁悬浮永磁直线电动机及其控制系统研究

根据磁悬浮永磁直线电动机的特殊结构与运行机理,给出了电动机电磁推力和悬浮力的数学模型。建立了磁悬浮永磁直线电动机的有限元计算模型,对气隙磁密、电磁推力和悬浮力进行了有限元计算,并对气隙磁密作了谐波分析。设计了磁悬浮永磁直线电动机的研究样机,制作了磁悬浮子系统和进给伺服子系统,对系统进行实验研究,获得了磁悬浮子系统和进给子系统运行的实验结果。实验研究结果表明,该磁悬浮永磁直线电动机可实现直接驱动与无摩擦运行。     

机床进给系统用直线电动机综述

直线电动机是一种新型驱动装置,有着广泛的应用。文章简单介绍了直线电动机的基本原理和分类,分析了其优缺点,综述了国内外的发展情况,最后提出直线电动机的研究方向。     

机床进给用直接驱动直线伺服电动机

针对现代数控机床高速，高精发展趋势，分析了机床进给系统应用直线电动机的优缺点，阐述了不同结构类型直线电动机的特点及其相应的应用场合，总结了直线电动机直接驱动伺服系统的研究现状与发展趋势。     

磁悬浮永磁直线电动机驱动系统电压空间矢量控制的研究

为实现对磁悬浮永磁直线电动机的精确控制,对其驱动系统提出空间矢量脉宽调制(SVPWM)的控制方法,以保证获得圆形磁链。首先,在电压空间矢量控制原理的基础上,给出判断参考电压矢量所在扇区的方法;其次,计算相邻两工作电压矢量的作用时间,得到作用时间赋值表;再次,按照开关切换次数最少的原则确定电压空间矢量的作用顺序;最后,用DSP2812完成SVPWM算法,并对该控制系统进行实验研究。理论分析与试验结果表明,采用电压空间矢量控制方法能够实现磁悬浮永磁直线同步电动机驱动系统的平稳控制。     

数控机床用直线电动机高速进给单元应用设计

分析了直线电动机用于机床进给系统的结构特点，针对非圆截面加工的特殊要求，设计了用于数控机床进给系统的直线电动机驱动部件。     

数控机床直线同步电动机磁悬浮系统的神经网络直接自适应控制

针对数控机床可控励磁直线同步电动机磁悬浮系统的强非线性、外部扰动不确定性的问题,设计基于RBF神经网络直接自适应控制器.通过分析磁悬浮系统的运行机理,推导运动方程及悬浮力方程,进而建立系统的状态方程;用悬浮高度的跟踪误差和误差的变化量构造误差函数,设计直接自适应理想控制器并采用RBF神经网络对其进行逼近;设计自适应律来...     

直线电动机高速进给单元的关键技术

为满足超高速加工的要求,近年来出现了一种新型的直线电动机伺服驱动进给方式。文章结合我校自行研制的GD－3型高速直线电动机进给单元,介绍了在设计直线电动机高速进给单元时直线电动机参数的计算和进给单元结构布局的选择,并确定了直线电动机的防磁和散热问题、工作台和导轨等部件的设计以及直线电动机控制系统等有关问题。研究表明,直线电动机在高速数控机床上具有良好的应用前景。     

基于LMI的磁悬浮永磁直线电动机H∞鲁棒控制器的设计

针对磁悬浮永磁直线电动机中的不确定性扰动,提出基于线性矩阵不等式( LMI)方法设计进给系统的H∞鲁棒控制器.首先,采用矢量控制方法中的id=0控制策略,把非线性系统解耦成独立的线性电流子系统和速度子系统.其次,根据H∞性能指标与线性矩阵不等式的等价性,将设计问题转化为对LMI的求解,进而得到磁悬浮永磁直线电动机系统的状态反馈H∞控制器.最后,为了验证设计的有效性,在MATLAB环境下应用Simulink建立系统的仿真模型,对控制系统进行仿真研究,结果表明所设计的H∞控制器满足对不确定性扰动抑制的要求.     

直线电动机高速进给单元在数控车床上的应用

针对非圆截面加工的特殊要求,设计了用于数控机床进给系统的直线电动机驱动部件,并成功地应用于非圆截面异型螺纹数控机床.其最大加速度可达4～5 g,进给速度超过了100 m/min.     

圆筒型直线伺服电机研究

直线电机是将电能直接转换成直线运动机械能而不需要任何中间转换机构的动力装置。圆筒型永磁直线伺服电动机由初级(圆饼式线圈、控制盒等)及次级(外管、永磁体、磁极等)组成。电机工作时,可以初级固定,次级带动负载运动;也可以次级固定,初级带动负载运动。文中重点介绍了圆筒型直线伺服电机的结构及设计方案。     

基于电压预测的直线永磁同步电机直接推力控制

直线永磁同步电机直接推力滞环控制,导致开关频率不定及稳态运行时会有明显的推力和磁链脉动产生。针对这些问题,提出了一种低脉动、快速动态响应、恒开关频率的直接推力电压矢量预测控制方法,该方法根据磁链及推力差预测下一时刻的参考电压,并采用空间矢量调制技术确定逆变器开关时间。仿真结果表明,与传统的DTC方法相比,该方法不但保持了快速响应的特点,且稳态运行时的磁链、推力脉动得到明显改善,开关频率也可根据需要在一定范围内进行选择。     

新颖高频动圈式永磁直线电机的研究

针对常规动圈式永磁直线电机在电磁力、响应时间和响应速度等性能上的不足,从永磁体结构入手,对比单个永磁体不同的磁化技术和多个永磁体不同的阵列结构,提出了一种新颖八片瓦型有气隙Halbach磁化阵列动圈式永磁直线电机。对其静态磁场和瞬态磁场的分析以及实验结果表明,线圈与永磁体间的作用力能提高40%以上,仿真频宽接近350 Hz/-3 dB,响应时间为0.004 s。而实验频宽达到300 Hz/-3 dB,与仿真结果基本吻合,表明所设计的动圈式永磁直线电机具有高频和快速响应特性,能很好地满足高速电液比例控制系统的要求。     

垂直运动永磁同步直线电机的复合控制研究

为了改善永磁同步直线电机在数控珩磨机主轴往复运动时的伺服性能,建立了永磁同步直线电机的数学模型。通过对直线电机运动系统数学模型进行分析,得出系统参数摄动、推力波动、负载扰动等不确定因素是造成控制性能下降的主要因素。提出以典型三闭环PID控制、前馈控制和干扰观测器相结合的复合控制结构来提高系统的控制性能,并对控制器进行设计。在MATLAB中对控制系统进行建模和仿真,仿真结果表明,采用复合控制后,系统可以达到较好的抗干扰效果,基本上消除了响应滞后,能准确的跟踪输入信号。     

永磁同步电动机的直接转矩控制

本文对永磁同步电动机直接转矩控制策略进行了深入的研究.文中首先根据电机基本理论建立了三相永磁同步电动机在转子坐标系下的数学模型,以三相永磁同步电动机为基础,分析了直接转矩控制的基本原理,提出了基于DSP的系统数字化实现方案.仿真以及实物实验研究表明,本文设计的方案可行、可靠.     

永磁直线同步电机的磁阻力分析及补偿

针对由边端效应与齿槽效应引起的永磁直线同步电机（PMLSM）磁阻力,提出了一种通过添加补偿块削弱磁阻力的方法。使用有限元方法对PMLSM进行二维建模,分析了动子磁阻力的变化规律,在此基础上对不同参数下补偿块磁阻力变化规律进行研究并确定了合理的结构参数,最后对添加补偿块的PMLSM磁阻力与动态性能进行分析验证。结果表明,添加补偿块后,PMLSM磁阻力得以大大降低,动态性能明显改善。     

一种永磁直线同步电机的有限元仿真与分析

在传统永磁直线同步电机的基础上,设计了新型永磁直线同步电机的结构,并根据电磁场的基本理论,利用Ansofi有限元分析软件进行建模,分析了电机静态时磁场和磁通密度的分布以及电机启动和稳定运行时的动态特性。研究结果为以后进一步研究此类直线电机提供了一条有效的解决问题的途径。     

永磁直线进给系统多柔性体机电耦合动力学特性分析

针对高精度数控机床直接驱动进给系统动力学特性易受机械部件弹性变形、电气系统控制参数影响的特点,从机电耦合角度出发,用有限元法将永磁直线进给工作台进行柔性化,应用拉格朗日-麦克斯韦方程建立直线进给系统多柔性体的机电耦合模型。结合有限元分析软件ANSYS、动力学仿真软件ADAMS建立直线进给系统多柔性体的机电耦合仿真模型,并对系统进行动力学仿真分析和实验验证。结果表明,工作台柔性化更接近真实的工作情况;电气控制参数对系统动力学特性有显著影响。直线进给系统多柔性体机电耦合模型的建立可为直接驱动系统结构优化设计提供依据。