用于激光精密打孔机运动平台的洛伦兹平面电机设计与实验

发布时间：2020-12-20 02:05

　　激光打孔具备精度高、效率高、成本低等突出优点,在电力电子、航空航天、医疗器械等领域均有广泛应用,是一种重要的现代加工技术。由于激光打孔孔径通常为亚毫米级,精密、高效的二维运动平台是激光打孔功能和精度实现的基础。洛伦兹平面电机是一种新兴永磁平面驱动技术,它避免了传统机械传动系统对运动台精度的影响,通过直接驱动实现运动台三自由度平面运动,是一种提高激光打孔设备性能的有效方式。然而,由于洛伦兹平面电机电磁、结构、温度存在较强的相互影响,尚需基于多物理场分析技术对其设计、分析进行深入研究。论文分析了洛伦兹平面电机的工作方式,给出了设计指标并进行了总体方案设计。根据设计指标,通过永磁体选择、线圈计算、定子外壳设计以及电阻、电感、电压、电流等参数计算,完成了洛伦兹平面电机电磁设计。提出了采用万向滚珠的动子支撑方式,并进行了选型和验证。采用水冷散热方案,设计计算了电机水冷管道结构参数。对电机的电磁场和电磁力以及电磁对结构变形的影响进行分析。对可以产生永磁磁场的永磁体和通电线圈进行数值分析,了解影响磁场强弱的因素,借助仿真图直观的看出磁场大小的分布。对电磁力进行数学建模,由于建模计算量较大,所以考虑用... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

x-y-θ纳米定位精度的平面电机

a）电机结构示意图 图 1.2 三自由度超精密平面在 2007 年，清华大学的朱煜等人也13,14]，该平面电机由线圈组件和永单元组成，每组都可以单独实现平面通入相同方向电流时，电机实现 Y 三个驱动单元用以实现X向平动。微.01rad。在动子底部装有磁铁，利用刚度，降低动子对运动的影响。

（a）电机结构示意图 （b）电机样机图 1.2 三自由度超精密平面电机在国内，在 2007 年，清华大学的朱煜等人也提出了一种具有三自由度的超精密平面电机[13,14]，该平面电机由线圈组件和永磁体组件组成，如图 1.3 所示它由三组驱动单元组成，每组都可以单独实现平面内的三自由度。当其中两个驱动单元的线圈通入相同方向电流时，电机实现 Y 向平动，通入相反电流时，实现绕Z轴转动，第三个驱动单元用以实现X向平动。微动台平动范围为4mm×4mm，转角范围为±0.01rad。在动子底部装有磁铁，利用磁铁吸力为重力预载，提高气浮轴承的气膜刚度，降低动子对运动的影响。1 工作台2 永磁体3 定子线圈骨架

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：2926996