电火花加工用磁悬浮驱动器控制系统

针对传统电火花加工时,主轴不能及时调整极间间隙导致加工效率低下的问题,提出了一种多自由度磁悬浮驱动器代替传统电火花主轴运动。分析了该磁悬浮驱动器的结构及原理并建立了磁悬浮驱动器的动力学模型,运用有限元仿真软件对该驱动器所产生的电磁力进行仿真分析,通过设计传统PID控制系统及模糊PID控制系统对磁悬浮驱动器的控制效果进行仿真与实验验证。结果表明,该磁悬浮驱动器具有较好的跟随特性和快速的响应速度及符合要求的电磁力,满足微细电火花加工要求。

基于力失衡的二维主动磁悬浮驱动方法分析与测试

提出一种基于力失衡的磁悬浮驱动系统,并对外磁场主动驱动设计一种神经网络PID(Proportion Integration Differentiation)控制方法,可以有效应对非线性、模型参数不明确的复杂驱动系统。实验结果表明,该控制算法解决了基于模型控制方法中被控对象与稳态工作点之间偏差增大、跟踪性能迅速恶化等问题,实现了磁性小球在二维空间中的稳定悬浮与高精度可控运动。可应用于工业领域细长管道内壁非破坏式质量检测、管道内部清淤和医疗领域血管、肠腔内的检查和手术。

磁悬浮驱动织针的控制算法与试验过程研究

在传统针织提花圆纬机选针装置的基础上,提出了使电磁与永磁混合力直接作用于织针上,建立悬浮织针"零级传动"代替"多级传动"的针织提花织针理论。通过对磁悬浮驱动织针运动轨迹的分析及仿真,得出织针运动的位移、速度以及加速度曲线,并通过对系统建模,得到电磁、永磁体之间的作用力关系。从理论上对织针悬浮系统的数学建模进行了详细描述,并对织针往复运动的可行性进行了试验,对单织针悬浮控制系统的控制策略进行论述。揭示了利用磁悬浮驱动织针实现特定编织运动轨迹的可行性,为取代传统"机械式多级传动"编织原理,提供了一种新的驱动织针模式研究方法。

高压悬浮驱动器IR2110的原理和扩展应用

介绍了IR2110的内部结构和特点,高压侧悬浮驱动的原理和自举元件的设计。针对IR2110的不足提出了几种扩展应用的方案,并给出了应用实例。

高压悬浮驱动电路IR2110的特点及拓展应用技术

介绍了IR2110的内部结构和特点,给出了高压侧自举悬浮驱动的原理和自举元件的设计与选择方法。同时针对IR2110的不足提出了几种完善的应用方案,并给出了将IR2110用于大功率脉宽调制放大器中的应用实例。

用于卫星飞轮的磁悬浮驱动技术研究与展望

随着我国卫星技术的发展 ,进一步提高卫星的可靠性和效率成为卫星技术发展的重要课题。其中有效负载和作为控制卫星姿态的动力的动量轮 /反作用飞轮是问题关键。在储能不变的前提下 ,飞轮应高速运行 ,以减少其重量和体积。因此飞轮的关键技术是轴承。文中就用于卫星飞轮的磁悬浮驱动技术的两种方案 ,即使用传统电机加磁悬浮轴承的方案以及使用无轴承电机的方案 ,详细介绍了国际上的研究现状及趋势 ,对比了两种技术 ,指出在未来的空间应用中 ,由于无轴承电机有着尺寸小、效率高的优点 ,因而更具有竞争力。

磁悬浮式驱动织针热传导的研究与分析

针对磁悬浮式驱动织针运动过程中温度变化导致的散热问题,从摩擦热流生成、温度场与应力场的数值计算等方面提出织针滑动摩擦的分析方法,揭示磁悬浮式驱动织针发生热失效的机理。以ANSYS14.0有限元分析软件为仿真平台,建立织针装置的参数化模型,分析织针在成圈、集圈及浮线3种运动过程中的瞬态温度分布和应力分布。结果表明:3种运动状态刚完成时瞬态的最低温度分别为13℃、17℃、18℃,最高温度分别为46℃、59℃、63℃,满足织针材料对温度的要求;织针最大应力在x方向为3.12×10-4MPa,表现为压应力,满足织针材料对强度的要求;可为磁悬浮织针选材和结构设计提供参考。

磁悬浮式驱动织针原理及试验方法探讨

在分析针织提花机传统选针原理和磁悬浮技术的基础上,提出一种新的磁悬浮式驱动织针模式,该模型以电磁-永磁混合驱动为基础,对电磁驱动织针进行编织原理研究与试验方法探讨。验证了磁悬浮式驱动织针模式下选针方式的可行性;同时对试验数据进行分析,验证悬浮驱动理论模型的正确性。将单织针控制原理扩展延伸到多织针控制,并对多织针悬浮驱动模式的控制策略进行探讨,为实现磁悬浮式驱动织针实用化奠定基础。

磁悬浮式驱动织针弯纱张力的动态分析及研究

由于弯纱张力对织针的受力及运动稳定性影响较大,基于磁悬浮式驱动织针的原理及结构,结合弯纱中针钩内点与纱线接触的运动轨迹,建立磁悬浮织针弯纱编织时的力学模型。该模型针对纱线特性、弯纱接触包角及接触摩擦系数对弯纱张力的影响,提出分析弯纱张力的数学表达式,并对该模型进行Matlab数值分析与计算,以及Ansys非线性仿真分析。结果表明,在弯纱过程中,纱线张力随弯纱深度的增加而显著增大,对磁悬浮式驱动织针弯纱编织的动态稳定性产生一定的影响。

磁悬浮式驱动提花织针的控制策略与实验方法

本文针对针织提花圆纬机的工作原理,提出了一种磁悬浮式驱动织针模型。该模型以电磁、永磁混合原理为基础,通过对该模型进行实验分析和控制策略以及算法研究,验证了磁悬浮驱动织针在狭小空间内运动的可行性;同时对实验数据进行分析,进而验证理论的正确性。文中将单织针控制原理扩展延伸到多织针控制系统,并对多悬浮式驱动织针控制策略进行了探讨。

磁悬浮式针织提花驱动方式理论研究与探讨

为降低针织提花圆纬机选针机构的能耗,提高提花织物编织效率,依据磁悬浮理论,提出将电磁力直接作用在织针上的悬浮式驱动织针理论,探讨针织圆纬机的悬浮驱动选针控制原理的可行性。基于磁悬浮式驱动织针方式,提出一种悬浮式织针基本结构,通过磁悬浮式织针装置磁路分析及织针摩擦热和电磁装置热分析,获得了织针的热运动分析结果,探讨针织提花选针驱动织针的新方法。同时,还介绍了织针的控制模型,分析成圈过程中织针运动特性,为后续进一步研究磁悬浮式驱动织针理论,在狭小空间内实现织针提花驱动方式提供理论参考。

磁悬浮式驱动织针的关键技术与试验模型

为解决传统织针机械编织效率过低,能耗较高的问题,基于提花圆机技术,提出新的磁悬浮式驱动织针原理。通过对磁悬浮驱动织针运动轨迹的分析及仿真,得出织针运动的位移、速度以及加速度曲线,并通过对系统建模,得到电磁、永磁织针之间的作用力关系。设计并完善驱动装置,以E24针织提花机为研究对象,验证磁悬浮驱动织针装置的编织效果。实验证明,基于新型磁悬浮方式织针编织,其编织效率比传统方式提高近15%左右,同时编织工艺和轨迹得到优化。

密绕线圈阵列结构对悬浮织针驱动性能的影响

为了改善织针的驱动性能,通过对密绕线圈阵列结构分析,确定悬浮织针的驱动结构,以提高空间磁场强度和悬浮织针驱动力;并根据毕奥-萨伐尔定律,推导密绕线圈阵列结构的电磁模型,分析计算不同密绕线圈结构及阵列方式在中心轴线上任意位置的磁感应强度,以及不同气隙高度下永磁织针的电磁驱动力;利用电磁仿真软件建立密绕线圈阵列结构驱动模型,得到单一式和阵列式密绕线圈结构对永磁织针所受电磁驱动力的数值曲线。最后通过搭建密绕线圈阵列驱动实验测试平台,对比仿真和实验结果。研究表明:圆柱形密绕线圈在永磁织针驱动系统中驱动性能更佳,且单组密绕线圈产生的驱动力大于多组阵列产生的驱动力。

双曲面线圈与永磁混合驱动悬浮织针样机研究

基于单电流圆环的磁场计算模型,考虑线圈磁场的可叠加特性,同时忽略密绕线圈中相邻圆环间的磁场耦合效应,建立单级曲面密绕线圈沿轴线磁场的计算公式,进一步推导得到双级曲面线圈组合下的磁场计算模型。基于麦克斯韦电磁力理论,分析并计算双级曲面线圈磁场中永磁体受到的悬浮磁力,并通过实际测量进行验证。根据理论分析得到优化模型实际制作线圈,并搭建127 mm(5")的磁悬浮驱动织针试验样机,通过上位机界面控制织针运动,传感器系统对织针的悬浮高度进行实时采集。结果表明:在优化的双曲线形线圈驱动下,织针能较准确地达到3功位高度,并在相应高度实现一定行程范围的稳定悬浮以及编织工艺。

“磁悬浮与直线驱动”课程教学改革与实践--以西安铁路职业技术学院为例

课程教学改革与实践是教师的一项重要活动。文章就“磁悬浮与直线驱动”这门课程的教学改革与实践,重点探讨在西安铁路职业技术学院的课程设计、教学实施、教学资源等,为更多高职院校开设相应课程提供借鉴。

大行程磁悬浮织针驱动结构研究与仿真分析

基于单个磁悬浮驱动织针原理,提出多级螺线管永磁织针驱动方式。将永磁织针等效为单层通电螺线管,并根据安培定则计算其在多级通电螺线管中所受电磁力大小,分析并计算永磁织针在不同结构的多级螺线管中所受轴向电磁力的大小。通过Ansys Maxwell有限元仿真软件建立多级螺线管驱动织针模型,并对模型进行磁场分析,研究不同结构参数多级螺线管驱动织针模型对永磁织针产生的驱动力以及永磁织针的最大上升高度,获得一种大行程驱动织针的多级螺线管驱动模型。

非接触式驱动方式的超导钉扎磁浮悬浮-导向-驱动综合性能研究

利用高温超导钉扎磁浮系统的永磁轨道磁场与线圈间的电磁作用实现驱动功能的非接触式驱动方式,可以提高磁轨磁能利用率、降低传统直线电机带来的成本,但以往研究仅针对驱动性能开展研究,并未综合考虑悬浮、导向与驱动性能。针对这一问题,本文综合永磁轨道与车载超导块材、线圈之间的电磁关系研究高温超导钉扎磁浮系统悬浮、导向与驱动综合性能。首先,结合直线直流电机的原理,理论分析非接触式驱动方式的可行性。其次,利用FEMM仿真研究磁轨磁场分布云图并提出三种产生对称磁场的永磁阵列。然后,在同一磁轨条件下,应用幂指数模型在Comsol Multiphysics中建立高温超导钉扎磁浮基本系统模型,仿真比较新型永磁轨道与原Halbach磁轨的磁场强度、悬浮力和导向力。最后,在ANSYS Maxwell中建立非接触式驱动方式的电磁模型,基于仿真模型导出的数据利用安培定律求解出单匝线圈的驱动力,结果表明:基于新磁轨的高温超导钉扎磁浮系统在保证良好悬浮导向性能的同时具有一定的驱动能力。该工作将为非接触式驱动方式在高温超导钉扎磁浮系统中的应用提供可能的途径,同时为高温超导钉扎磁浮实现悬浮、导向、驱动一体化奠定基础。

重型拖拉机全独立式悬浮转向驱动桥液压系统设计研究

为解决拖拉机传统驱动桥与整机刚性连接带来的震动和颠簸问题,改善拖拉机在崎岖道路上的驾驶平稳性和安全性,提高作业的质量和效率,设计重型拖拉机全独立式悬浮转向驱动桥的液压系统。该系统采用负载敏感变量柱塞泵,兼用于本液压控制系统和主机工作系统,从而降低产品成本;采用电磁阀组适时精量控制进出悬浮油缸液压油量从而达到调节支撑刚度的目的。重点介绍该液压系统的结构组成、元件选型、工作原理分析以及试验验证。试验结果表明,该全独立式悬浮转向驱动桥性能良好,液压系统稳定可靠,各动作反应灵敏,3 h系统温升72℃、最大静态压力13.8 MPa、最大悬浮高度95 mm、回油背压1.5 MPa,各项检测值均满足设计指标要求。本液压系统的设计为重型拖拉机全独立式悬浮转向驱动桥的研发提供技术支撑,并填补国内同类技术空白。

悬浮式驱动织针系统的高效编织模式研究

基于课题组前期开展的悬浮式驱动织针理论及织针动态特性研究以及悬浮式驱动系统,为了大幅度提高编织效率,降低针织机能耗,深入研究悬浮式织针的运动机理,分析织针的最高工作频率及高效工作模式,以实现传统机械编织工艺的彻底取代。从运动模型和工作频率上分析悬浮式织针3功位工作,测量悬浮式织针的工作频率,给出各种电磁激励下织针运动的机械频率,测试最高激励频率下织针的机械运动,计算针织提花圆机的悬浮编织效率。结果表明,在电磁-永磁混合驱动模型下,悬浮织针3功位高速编织,编织效率可达18.500Hz,比传统机械编织工艺提高一倍以上,完全可以取代传统顶针机械编织工艺。

基于CAN总线的悬浮式转向驱动桥电气控制系统设计

为适应智能重型拖拉机的发展,针对关键零部件悬浮式转向驱动桥设计了一套基于CAN总线的电气控制系统。从全独立式悬浮转向驱动桥的工作特点和要求出发,兼顾电磁兼容性设计,以提高系统的鲁棒性和可扩展性为目标,设计了悬浮电气控制系统的框架和原理图,并详细设计了硬件与软件系统。这套悬浮控制系统也适用于联合收获机、旋耕机等农业机械设备。