基于磁悬浮技术的电织针磁力有限元仿真分析

为研究针织圆纬机织针电磁直驱的电磁力曲线规律,通过构建织针组件模型,依据电磁学理论,由叠加原理可得出织针模型电磁力。利用有限元分析软件Ansys Maxwell对织针组件模型进行电磁场仿真,计算出在不同间隙下织针组件电磁力曲线分布,得出织针组件电磁力与间隙值大小呈反比的规律。通过不同组数线圈对比分析,得出织针组件绕组线圈组数与电磁力呈正比例,增加线圈组数即可成倍增大织针电磁力。

基于动力学分析的电织针电机模型选择与分析

本文对针织机械中三角凸轮驱动织针进行了针织运动动力学分析,给出了一种基于直线电机驱动原理的电织针的设计要求:(1)电织针往复运动行程20mm;(2)往复运动频率60Hz;(3)电织针的最大加速度达到大约29个重力加速度。永磁体面对面安装动圈式直线电机结构有能力满足这一设计要求,合理的电织针驱动电流密度与电织针散热设计是进一步提高电织针动力学性能,同时也是提高针织织机性能指标最有效的方法。

电织针永磁阵列内的静磁场分布及结构刚度分析

针对电织针永磁阵列由于磁体间吸合力不平衡引发的结构刚度问题,重点研究了电织针永磁阵列内的静磁场分布状况,推导了每列永磁体薄片所承受的不平衡吸合力的表达式,给出了永磁体的挠曲变形。分析结果表明,永磁体占空比α主要影响到气隙磁场的谐波分量的多少;永磁体厚度系数β和气隙厚度系数γ主要影响气隙磁场的大小;织针片数n在大于10的情况下,对气隙磁场以及永磁体最大不平衡力没有显著性影响。为提高电织针设计中的永磁阵列结构刚度,应尽可能缩短永磁体薄片的长度,增大永磁体的厚度,永磁阵列几何参数选择α在0.6～0.9之间,β在0.07～0.1之间,γ在0.5左右。

面向电织针设计的直线电机模型参数选择

针对一种面向电织针设计的超薄永磁直线同步电机,在提出直线电机模型的条件下对其气隙磁场进行研究,最后分析直线电机的各个参数对气隙磁场强度的影响,并利用分析结果设计直线电机的参数,完善直线电机的模型设计,为进一步的样机制作打下基础。

基于DSP的电织针控制器设计

电织针控制器设计采用DSPTMS320F2812来控制电织针运动,并用IR2110作为功率放大电路的驱动模块,构成的整个驱动电路具有结构简单、驱动能力强、功耗低的特点。通过DSP芯片产生驱动电路所需要的PWM信号,同时由DSP芯片采集和处理位置传感器信号,实现织针的反馈控制。DSP通过串口和PC机建立通信,实现PC机发布指令控制织针运动。

管式直驱电织针关键技术仿真与试验

为解决传统织针装置摩擦大、损耗高的问题,以及永磁织针驱动力小、稳态性差、位移行程短的缺陷,提出一种新型管式直驱电织针方案,具有控制精准,位移行程不受限制,增加线圈组数便可成倍增加驱动力的特点,可实现织针拉力达3~5 c N与位移量20 mm的目标。基于电磁学理论,利用Ansys Maxwell软件建立了2D仿真模型,得出了该织针方案的轴向、径向气隙磁密曲线,并进一步定量分析了不同气隙下磁密曲线的变化规律。比较了仿真计算与试验结果,认为:两者曲线基本一致,织针拉力可达目标值,验证了该分析方法与结论的正确性。

针织提花关键技术及发展趋势

针对国内外针织提花技术的现状及发展趋势,结合针织提花技术在电脑提花大圆机上的关键技术展开讨论,提出实现高速、高可靠性的针织提花技术的基础研究方法,在此基础上本文结合电脑提花大圆机核心技术,研制了一种新型压电材料,建立了真彩图像色纱降阶模型和提花花型数据转换算法,并对在线纱线张力自动检测等关键技术进行研究与探讨。文中还简要介绍一种新型的针织机械电织提花大圆机的原理、控制理论与热设计研究方案。本文涉及到的基本原理、方法及思想对正在探索针织提花技术关键技术研究有重要的参考和指导作用。

基于时空域Park变换的超薄直线电机阵列集成式联动驱动控制新方法

为了解决超薄直线电机阵列式电织针的驱动方案与经济成本之间的根本性矛盾,介绍了一种基于时空域Park变换的集成式联动驱动控制新方法。将电织针阵列运动的行波函数引入Park变换中的电角度参数,将各台电机的空间位置与电机轴的电角度联系起来,从而使得电机阵列中每台电机均具有统一的空间基准;以行波运动为目标,基于Park变换得到各超薄直线电机三相绕组驱动信号波形;基于信号传输的调制解调原理与电机驱动的V/F调制技术,在时空域中对多电机功率驱动信号采样和调制,达成多功率驱动信号波形串行传输的效果,最后在各电机端抽样重组恢复出等效的单电机驱动信号。从理论研究意义上看,所提新方法属于运动介质中的电磁场问题,或者说狭义相对论在工程中运用面临的基础理论问题;就工程应用价值而言,所提新方法能采用单一或少量的驱动器和线缆实现大量电机联动控制,从而最大程度实现降低多轴联动控制系统成本的目标。