Y型永磁平面电机的建模及驱动控制研究

发布时间：2025-02-08 09:54

　　永磁同步平面电机是一种能够利用电磁能控制动子在平面进行多自由度运动的新型电机,与传统的平面运动机构相比,具有结构简单、出力稳定、运动精度高、损耗小等优点,在集成电路设计、精密仪器加工制造、精密测量等行业都有着广泛的应用,成为近年来各个国家争相研究的热门方向。平面电机的典型应用为光刻机,平面电机作为光刻机驱动单元的重要组成部分,其运动稳定性、定位精度、响应速度等指标直接决定了光刻机的性能。本文将介绍一种永磁平面电机的机械结构、工作原理、电磁分布、驱动设计及整体控制等,并通过仿真对研究结果进行分析。首先,本文介绍了该平面电机的整体结构,包括动子平台结构、定子平台结构、驱动单元结构、线圈绕组等,分析平面电机的工作原理。采用一种直线型Halbach永磁阵列提供气隙磁场,并通过有限元仿真分析永磁阵列产生的气隙磁场分布,对气隙磁场的水平和竖直分量进行分析,并讨论了永磁体厚度、排列方式等因素对磁场分布的影响。其次,为了得到平面电机各个位置的磁场强度,建立Halbach永磁阵列的物理模型,采用等效电流法推导了其空间磁场分布公式,并根据空间磁场分布公式计算电磁推力与运动线圈的反电动势,之后又对瞬态和稳态下...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1开关磁阻型平面电机整体结构图

的理论与实际意义。1.2国内外在该领域的研究现状1.2.1变磁阻型平面电机研究现状变磁阻平面电机的工作原理类似于旋转磁阻电机，它以磁阻最小原理为基本准则。变磁阻平面电机经过多年的研发，目前已经实现产品化，在市场上占有很大的比例。变磁阻型平面电机的结构简单、控制起来也很方便，但是，....

图1-2感应式平面电机整体结构图

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文31.2.2平面感应电机研究现状感应式平面电机起步比较晚，且研究它的人员也比较少，这种平面电机的机电特性比较复杂，因此对它进行研究时通常采用简化的方法，如等效电路法仅针对那些电机参数已知的装置，因此感应式平面电机运动定位的精度和速度性能都比较差，但可....

图1-3Dittrich设计的平面感应电机

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文4动子初级铁心基板镀层图1-3Dittrich设计的平面感应电机1.2.3永磁平面电机研究现状美国麻省理工大学的Kim于1998年设计出了第一台能够实现六自由度运动的平面电机[11]，其电机结构如图1-4所示，该平面电机由四组驱动单元构成，每套驱动单....

图1-4Kim设计的平面电机结构

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文4动子初级铁心基板镀层图1-3Dittrich设计的平面感应电机1.2.3永磁平面电机研究现状美国麻省理工大学的Kim于1998年设计出了第一台能够实现六自由度运动的平面电机[11]，其电机结构如图1-4所示，该平面电机由四组驱动单元构成，每套驱动单....

本文编号：4031352