圆筒型永磁同步直线电机初级线圈自动化缠膜技术研究

发布时间：2020-10-10 07:32

　　 圆筒型永磁同步直线电机是一种新型电机,初级线圈是直线电机的关键部件之一,在直线电机的生产过程中需要对初级线圈缠绕聚酰亚胺薄膜,目前该环节的生产仍然靠人工操作,针对初级线圈聚酰亚胺膜的缠绕问题,需要设计一种自动缠绕技术,包括对缠绕工艺以及缠绕机的设计,来解决人工缠绕的工艺难点。本文提出了一种自动化初级线圈聚酰亚胺膜的缠绕工艺,工艺中针对初级线圈的特殊形状给出了三种缠绕方式:环形缠绕、交叉与O形缠绕、横梁缠绕;并完成了初级线圈聚酰亚胺膜缠绕机设计,缠绕机主要由缠绕机械手系统、主缠绕系统两大系统组成。其中缠绕机械手系统利用装有电磁吸盘与张力控制装置的缠绕机构,通过多轴联动实现了“机械手”模仿人手的缠膜功能。主缠绕系统利用主传动系统做旋转运动与缠绕机械手系统共同完成了环形缠绕工艺,同时利用主轴与尾轴涨紧机构解决了相同极距下的初级线圈的进给问题。根据生产工艺中对于缠绕聚酰亚胺膜的叠加均匀性的要求,本文进行了主传动系统的结构设计,分析了造成系统运动误差的原因,并详细计算主传动系统的回转、转角误差。根据张力控制系统的结构组成,建立张力控制系统数学模型,通过求解微分方程,得到张力控制系统固有特性。利用Workbench对张力控制系统模态分析,得到系统模态频率与主振型,与理论值比较,验证了理论计算的准确性。同时对缠绕机械手的最大允许张力的张力控制系统模态分析,避免发生共振。利用MATLAB中simulink单元建立张力控制模型,并对模型进行模糊PID控制仿真,得到了张力与时间的关系图,证明PID控制算法达到了张力控制系统的精度要求。
【学位单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM359.4
【部分图文】：

图 1-1 圆筒型同步永磁直线电机结构示意图级线圈由零号无氧铜缠绕而成，采用双层分数的单匝线圈呈环形饼状，初级线圈外缠绕有多结后，保证初级线圈的绝缘性能，三个互为 1初级绕组整体为圆筒形状。铁芯也呈圆筒状，，直线电机中主要利用其良好的导磁性能，将为支撑作用。初级绕组组成，其位置位于初级绕组的两端，起来。而对于初级绕组则需要初级线圈按照一排布方式，轴向上均匀排布，确保三个初级线电后产生的电磁力也对称，继而使得动子部分。由动子芯轴、动子滑套、磁钢等组成，动子芯

动子滑套的原因。直线电机中磁钢主要的材料为钕铁硼，钕铁硼经充磁后不易退磁，磁钢外表面是由激光焊接而成 45 钢表面，其同组成磁钢[26]。线圈简介圈是由传统旋转电机的定子演变而来，在直线电机中的单节初级每节初级线圈由 12 匝环型饼状线圈构成，单匝线圈由铜扁线缠绕，根据直线电机的运行原理，需保证相邻两匝线圈的磁场方向相中比邻的两匝线圈缠绕方向相反，整个初级线圈由一根铜扁线按缠绕成型，所以在两匝线圈之间会存在连接两匝线圈的铜扁线横号无氧铜(TU0)铜扁线绕制而成，绕制前铜扁线已经包裹一层聚酰线电机的高温、高电压的工况，所以还需在初级线圈成型后再缠，保证其具有高绝缘性能。如图 1-2 所示为初级线圈结构示意图

工艺缠绕成型，所以在两匝线圈之间会存在连接两匝线圈的铜扁线横梁零号无氧铜(TU0)铜扁线绕制而成，绕制前铜扁线已经包裹一层聚酰亚于直线电机的高温、高电压的工况，所以还需在初级线圈成型后再缠绕膜，保证其具有高绝缘性能。如图 1-2 所示为初级线圈结构示意图。图 1-2 初级线圈个夹角互为 120 度的初级线圈组合成为三相初级线圈绕组，三个初级线整体呈圆筒型。如图 1-3 所示为三相初级线圈绕组。

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本文编号：2834920