扇形绕组盘式力矩电机设计

为了提升盘式力矩电机转矩,提出采用PCB定子扇形绕组结构,对定子中扇形绕组的覆铜厚度、覆铜宽度、导体之间的最小距离等参数进行设计,对比普通轴向充磁与Halbach排布时气隙磁密的正弦性,确定永磁体转子的排布方式。根据计算所得的参数对电机进行建模,并使用Maxwell有限元分析仿真软件进行仿真分析,对比定子绕组形状为圆形绕组、梯形绕组、扇形绕组时电机的负载转矩大小。搭建实验平台,完成样机实验,仿真和实测结果表明扇形绕组定子结构的转矩优于其他结构形式。

基于LabVIEW的PCB平面绕组力矩电机状态监测系统设计

为了能够实时、精确地获取PCB平面绕组力矩电机的运行状态,设计了一种基于LabVIEW的PCB平面绕组力矩电机状态监测系统。采用电机电信号分析(ESA)和振动诊断技术融合的故障诊断方法,利用传感器采集PCB平面绕组力矩电机的电压、电流和振动信号,信号调理电路将传感器采集的信号转换成数据采集卡可采集的模拟电压信号,通过数据采集卡将数据传输到上位机,运用LabVIEW软件实现信号的实时采集、处理和显示,利用巴特沃斯滤波、改进小波变换算法对电压、电流和振动信号进行时域分析,利用快速傅里叶变换、功率谱进行频谱分析,实现对PCB平面绕组力矩电机的运行状态监测。实验表明,该系统能够实时、精确地实现信号的采集和显示,达到了对PCB平面绕组力矩电机状态监测的目的。

PCB平面绕组力矩电机闭环反馈式驱动系统设计

针对PCB(printed circuit board)平面绕组力矩电机运转时平稳性的问题,采用能实现极低导通电阻的IRF2807PBF MOS管作为驱动电路的主要芯片,结合IR2010s驱动芯片以及STM32F103ZET6主控芯片搭建整体的驱动电路,提升了在慢速情况下电路的驱动能力。利用SS361RT霍尔磁性位置传感器,形成速度闭环反馈,并运用自抗扰控制算法对速度增量进行控制,使用PI(proportion integral)电流环对电流增量进行控制,最后通过SVPWM模块输出六路PWM(pulse width modulation)脉冲序列控制三相全桥电路中的各相MOS(metal oxide semiconductor)管导通,从而实现了一种针对PCB平面绕组力矩电机的PWM闭环反馈式平稳调速驱动系统。通过仿真和实验表明,相比于使用传统的PI速度环设计的电机驱动系统,该驱动系统在相同转速下能大大提升电机运行时的平稳性。将驱动系统用于光学生物测量仪PCB平面电机控制的延迟线部分,能使延迟线平稳低速运行,保证了测量精度。

自动焦度计中哈特曼光阑最佳孔径的确定

在采用哈特曼法测量的自动对焦式焦度计中,哈特曼光阑具有选择光线和决定测量分辨率的作用,其孔径大小和孔间距直接影响CCD接收器上成像光斑质量从而导致光斑位置测量误差。根据哈特曼光阑上圆孔的排布方式建立了目标函数模型,利用孔径光阑衍射干涉光学理论结合Matlab仿真确定了变量模型,以枚举法作为极值搜寻方法,完成了优化光阑圆孔最佳孔径的程序编制,求得一定测量面积内哈特曼光阑最佳孔径,并搭建基于哈特曼法测量镜片的实验平台,通过对比实验证明了此方法求得的最佳孔径值的可靠性。