内箝位/外驱动型压电精密步进旋转驱动电机研究

提出一种新型的压电精密步进旋转驱动电机。该驱动电机以仿生运动的原理，以压电陶瓷叠堆为动力源，采用定子内侧箝位及转子外驱动的方式和薄壁柔性铰链微变形结构，提高了该驱动电机箝位的稳定性和步进旋转的稳定性。通过静力学有限元分析和动力学分析，较深入的研究了该驱动电机的运动特性。研制的压电精密步进旋转驱动电机能够实现高频率(40Hz)，较高速度(325mrad /s)，大行程(>360°)，高分辨率(1mrad/step)，较大驱动力(30N×cm)等特点，提高了压电精密步进旋转驱动电机的驱动性能。该驱动电机在精密运动、微操作、光学工程、精密定位等精密工程中有广阔的应用前景。     

整体对称结构的压电步进型精密直线驱动器

介绍了近年国际上压电型精密驱动器的典型结构、工作原理和特点.在此基础上,提出一种新颖的以压电叠堆为驱动元件的整体对称结构的精密直线驱动器.这种整体对称结构采用双侧对箝、精调斜块对及整体加工等独特的结构和工艺手段,保证了驱动器工作的稳定性和准确性.对该步进型精密直线驱动器进行了大量试验,说明驱动器具有实用性.     

基于压电驱动的精密步进旋转电机

为了保证微小型电机的速度和承载能力,同时获得较高的运转分辨率,提出一种以压电叠堆为驱动元件基于尺蠖运动原理的新型精密旋转电机方案。电机结构中转子无绕线结构,定子采用柔性铰链双侧对钳方式交替对转子起到钳位作用。对电机工作原理进行了分析研究,采用MSC Patran/Nastran有限元软件对机械结构进行了仿真分析,并对所开发的电机样机进行了实验测试。测试结果与理论分析结果基本相符,所开发样机的旋转速度可达3308．6μrad/s、输出扭矩为0．294N·m、单步最小转角(旋转分辨率)为 0．206μrad。电机性能稳定可靠,可望在光学工程、精密工程等相关领域得到应用。     

一种非共振式压电叠堆直线电机的机理与设计

提出一种利用压电叠堆驱动的非共振式直线电机.研究了非共振状态下压电叠堆输出机构的理论模型,提出了电机定子的"三明治刚度"结构.研究了基于压电叠堆的非共振状态下摩擦驱动机理模型,推导了驱动足端部的椭圆运动轨迹.对设计、制造的样机进行了测试,试验表明在较宽的频率范围内,电机运行平稳,且电机速度与激励频率、激励电压近似成线性关系.当电压峰峰值为100 V、频率为1.6kHz、预压力为45N时,速度可达2.8mm/s,输出力为3.5N.     

蠕动式压电直线驱动器的发展及应用

综述了国内外尺蠖驱动器的发展及其研究现状,列举了一些典犁例子,总结了尺蠖驱动器的应用领域.针对现在的尺蠖驱动器在设计、材料、控制等方面存在的问题,指出了在其研究开发中需要解决的关键技术.     

混合式直线步进电机细分驱动电路的实现

介绍利用ＭＣＳ－５１单片机实现对混合式直线步进电机的细分驱动，采用查表形成正弦，余弦信号，实现细分电路和直线步进电机的速度控制。     

长定子直线电机驱动的传输系统

介绍了一种新型物流输送系统，该系统采用长定子直线电机驱动，直线电机次级推动悬挂的货物运动。系统由可编程逻辑控制器和主控计算机控制，文中还对长定子直线电机分段驱动方式进行了探讨。     

错片结构微型直线步进电机的研究

提出了一种圆筒型错片结构微型直线步进电机,介绍了该电机的结构和工作原理,进行了解析分析,研制了实际样机,并对其进行了定量计算和实验研究。     

尺蠖型压电直线电动机制作及性能测试

为了实现机械元件的高精密驱动,设计和研究了一种应用自然界中尺蠖原理的压电驱动直线电动机,完成压电直线电动机的样机制作并对其进行了试验测试。试验结果表明,制作和测试的尺蠖型压电直线电动机工作行程20 mm,最大驱动力38 N,在驱动电压200 V时,具有最大的运动步长35.15μm,步长稳定性误差小于3%,在驱动电压为10 V时,实现最小的运动步长20 nm。电机在无负载状态,驱动频率30 Hz,驱动电压200 V时达到的最大驱动速度484.2μm/s。该电机具备良好的工作性能,在精密驱动领域具有广泛的应用前景。     

步进电机微步驱动系统

步进电机区别于其他电机的最大优点是其转动的角度与输入脉冲数成正比,其转速由脉冲信号频率决定,而且不会有积累误差。由于这些特点,步进电机在开回路控制中得到了广泛的应用。本文基于步进电机系统,设计了一种新型的高精度的步进电机微步驱动系统。通过发送简单的控制命令,就可以控制电机实现高精度的运动。     

可变步距角混合式步进电动机的驱动系统

作者提出的九相混合式步进电动机系统有很多特点。首先是便于增大电动机的功率和转矩,获得大转矩的电动机~([1]);其次可以实现高分辨率的驱动~([2]);同时它也是一种可变步距角的新型步进电动机系统,文[3]介绍了改变步距角的原理。本文主要介绍一种可变步距角的驱动器的实践。     

高精度数控机床用直线电机端部效应分析及神经网络补偿技术研究

针对高精度数控机床用交流永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统高精度快速响应的运行要求，在分析研究PMLSM的端部效应对直线伺服系统性能影响的基础上，引入神经网络补偿技术，使系统具有自学习能力，实时补偿端部效应引起的非线性时变扰动。设计了一种鲁棒性较强的基于双神经网络的前馈给定补偿口位置复合控制策略。仿真结果表明，该方案有效地克服了PMLSM特有的端部效应所产生的推力波动对系统的影响，具有很强的鲁棒性，而且提高了系统的稳态性能。     

一种新型开关磁阻电机软开关功率变换器的研究

为了实现开关磁阻电机（SRM）绕组电流或磁链的精确控制,必须提高SRM功率变换器的工作频率以提高系统的动态响应速度.然而,较高的工作频率会引起严重的电磁干扰（EMI）和开关损耗从而导致系统整体效率降低,文中结合谐振开关（RS）、直流谐振环（RDCL）和脉冲宽度调制（PWM）的优点,提出了一种新型的软开关SRM功率变换器,基工作原理为通过在非对称桥式电路的基础上增加一套换流电路,以此实现功率器件的软开关.在对变换器工作原理详细分析的基础上,导出了实现软开关的条件并给出了设计实例.仿真和实验研究证实了新型软开关SRM变换器的可行性.     

Fabrication and evaluation of PZT/Ag composites and functionally graded piezoelectric actuators

Metallic Ag as the second phase was added into PZT ceramic matrix to fabricate piezoelectric composites and functionally graded actuators by gradually altering Ag concentration, aimed to improve mechanical properties and to solve possible interfacial debonding usually observed in conventional bimorph-type piezoelectric actuator. The PZT/Ag composites were obtained by directly co-firing PZT and Ag powders at 1200^∘C for 1 h. The fracture strength σ _f and fracture toughness K _IC , as well as the corresponding piezoelectric properties, were firstly evaluated upon the PZT/Ag composites for Ag concentrations of 0–30 vol%. The mechanical properties for the PZT/Ag composites were found to be greatly enhanced compared with pure PZT ceramics: from 69 to 129 MPa for σ _f and from 1.0 to 3.7 MPa.m^1/2 for K _IC . With increasing Ag concentration, the piezoelectric constant d ₃₃ of PZT/Ag composites was found to decrease from 419 to 86 pC/N. Then, a functionally graded actuator was fabricated and evaluated in terms of electric-induced curvature k. The PZT/Ag FGM actuator with size of 12 mm × 3 mm × 1 mm has a curvature k of 0.03–0.17 m⁻¹ that corresponds to applied voltages of 100–500 V. A comprehensive comparison was made on the mechanical property enhancements by the metal particles dispersion, and the bending displacements produced by the FGM actuators between the PZT/Ag and previously fabricated PZT/Pt systems.     

大气隙直线感应电机的力特性分析

大气隙直线感应电机（气隙长度大于10mm）目前已经在地铁、轻轨中得到了很好的应用,在过山车、海盗船等大型游乐设备中也有很好的应用前景,其推力与法向力特性对系统性能很重要.该文介绍了该类电机的结构与设计所用的传统等值电路.通过实验证明,等值电路对计算电流与推力仍然有效,而法向力的计算与纵向边端效应对气隙磁场的影响则需要建立在有限元数值分析方法基础上;在此模型基础上分析了推力、法向力与电机初级电流大小、电流频率、气隙长度之间的关系.结果表明大气隙直线感应电机的法向力与推力之比小于普通直线感应电机,因此法向力基本不影响应用系统.该文的结论为此类电机的设计与应用提供依据.     

动磁式直线振动电机的特性研究

文中介绍了动磁式直线振动电机的结构，采用有限元方法建立了2D分析模型，在此基础上，计算了电机的气隙磁场和电磁推力，研究了永磁体尺寸对电机推力、吸引力的影响，并讨论了它在恒振幅工作时的线圈电流，相应的实验结果验证了有限元模型的正确性。分析表明在电机工作时气隙磁场也不断地移动和改变，而且在工作行程内电磁推力基本与线圈电流成正比。分析结果将为该类电机的优化设计提供依据。     

具有被动式磁力轴承的无刷直流电机研究

非接触式磁力轴承广泛用于高速电机及某些具有免维护要求的特殊应用场合，如人工心脏旋转血泵。该文介绍了一种具有被动式磁力轴承的新型无刷直流电机。采用该文提出的被动式磁力轴承，电机转子可实现磁悬浮而不需要进行悬浮力控制。电机转子的轴向稳定性依靠被动式轴承以及永磁转子由于轴向位移产生的轴向力来实现。电机转子的径向磁悬浮，需要通过对被动式磁力轴承永磁环以及无刷直流电机的气隙、永磁体的径向厚度和轴向长度的优化设计来实现。     

磁控形状记忆合金蠕动型直线电机研究

磁控形状记忆合金(MSM)是一种新型具有形状记忆功能的合金材料，不仅变形率大，易于控制，动态响应速度高，而且功率密度大和机电能量转换效率高，特别适合于制造高精度的运动与位置控制执行器。该文首先介绍MSM材料在磁场作用下的变形机理与磁控特性，然后分析利用仿生学蠕动原理将MSM小步距的位移累加形成直线电机所需要的大行程的工作原理，而后论述蠕动型MSM直线电机的设计与控制方法，最后给出样机的试验结果。     

一种感应电机直接转矩控制系统性能改善方案

该文首先从理论上对数字化控制感应电机传动系统的性能进行了推导，对电机转矩的变化量进行了详细的分析。然后结合直接转矩控制的原理，提出了一种新型的控制方案。从仿真结果可以看出：不仅系统的动态响应依然很快，而且可以有效地改善稳态转矩脉动较大的情况：同时由于采用了空间电压矢量调制，稳定了逆变器的开关频率。     

220KV同杆（塔）三回路送电线路研究

在城网建设中由于城市走廊紧张,必须采用同杆架设三回路甚至更多回路。对２２０ＫＶ三回路杆耐雷水平、感应电压、线路阻抗等进行了详细计算。叙述了多回路标采用钢管结构的优越性,并提出了相应的建议。