定子励磁型混合磁路直线旋转永磁电机磁路设计与实验研究

针对智能装备系统直线与旋转两自由度驱动需求,提出定子励磁型混合磁路直线旋转永磁(statorexcitedhybrid magnetic circuit linear and rotary permanent magnet,SEHMCLRPM)电机,采用轴向和径向双凸极齿结构,轴向直线运动与径向旋转运动磁场共用定、转子磁路。永磁体设置在定子上,动子上既无绕组也无永磁体,动子结构简单坚固,重量轻,具有转矩惯量比高、动态响应速度快、可靠性高等特点;定子同时设置有直线与旋转两套绕组,直线和旋转运动控制独立,降低两自由度驱动控制的复杂度。分析该类电机的运行原理和结构特点,探讨混合磁路特征,构建该类SEHMC-LRPM电机的解耦等效磁路模型,实现该类电机的磁路设计。在此基础上,基于3D有限元方法分析混合磁路与两自由度耦合磁场,揭示两自由度磁场与电机磁场分布、空载和负载特性的关系。最后,加工制造样机,并进行实验研究,验证该电机结构的有效性和理论分析的正确性。

混合式直线步进电动机控制技术

介绍了一种航空放油阀用混合式直线步进电动机驱动控制系统。分析了电机的工作原理,并对电机的末端冲击、平稳运行等关键技术进行了研究,给出了单片机及其细分控制电路和末端降速控制方法。试验结果表明:该电机可作为直线阀门的直接驱动部件。

考虑邻齿效应的直线旋转步进电动机推力计算

介绍了一种新型的既能旋转运动又能直线运动的双三相直线旋转步进电动机。介绍了电机的结构,推导了直线运动部分直线推力的计算公式,得出由于该电机的直线推力是分段函数的结论,并用Ansoft有限元仿真软件对电机进行仿真。仿真结果证明了该结论,验证了推导出的理论计算公式的正确性。

基于ANSYS的新型步进电机的齿层优化

为了得到最佳的齿层比例,根据一种新型混合式直线旋转步进电机的结构,建立电机的3D齿层模型,通过改变电机直线段和旋转段齿层的齿宽、齿高和气隙,分别进行ANSYS仿真,使同齿距下的磁感应密度达到最大;再对优化结构进行2D模型验证;在一定程度上可以验证电机整体设计的合理性。

新型二自由度电机的磁路模型研究

提出了一种新型混合式直线旋转步进电动机的结构,通过分析电机结构分析在不同励磁电流下电机旋转段和直线段的工作原理。依此工作原理为基础,建立电机的等效磁路网络模型。以一相绕组通电为例,对该步进电动机全网络进行了线性解析,进而给出了该电机的转矩特性解析式。