动磁铁式直线振荡电机控制系统设计与应用技术研究

发布时间：2020-12-06 16:13

　　动磁铁式直线振荡电机是一种可以直接产生高频往复运动的电机,可以取代由旋转电机加中间传动环节的方式,而直接实现直线方向的驱动,具有结构简单、损耗低、精度和重复精度高、行程大、维修简单以及响应速度快等优点。但是存在噪声大、输出推力较小等缺点。本课题主要研究利用共振原理实现对电机推力的放大,并研究其在电子动静万能试验机动力驱动上的应用。首先,从直线振荡电机的结构和原理入手,利用电机理论、振动分析理论以及现代控制理论等建立直线振荡电机的电磁电路模型与动力学模型,得出了电机的电磁表达式,即直线振荡电机的输出推力与电流成线性关系,通过计算得出了等效的二阶弹性系统的响应特性与传递函数。其次,进行了动磁铁式直线振荡电机控制系统的设计,研究并确定各个模块的硬件电路,设计了控制系统的电气原理图,然后对所设计的控制结构进行了ANSYS模态分析,分析了控制系统的共振特性,并对关键部件进行ANSYS静力学分析,经过校核,各个零部件都符合强度、刚度的要求。然后,在实验室中做出了控制系统的实物,进行了电机特性试验,在空载与轻载时,测试得出了输出位移以及功率随频率的变化关系。通过速度闭环实验,引入了变频器的内置PID... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１动铁式直线振荡电机机械装配图??

构由动子铁芯动子永磁体共同组成，在工作的情况下，磁场由励磁绕组产生的交??变磁场和永磁体产生的恒定磁场共同组成，在叠加磁场的共同作用下，产生对动??子的电磁推力，实现直线的往复运动。其结构图如图２．２所示。??Ｉ?｜?Ａ?本?Ｉ—Ｉ？奉?Ｉ??Ｉ￣￣?Ｉ??Ｔ?Ｔ?ｔ?ｆ?ｔ?Ｔ??图２．２动磁铁式直线振荡电机结构图??同动磁式与动铁式直线振荡电机相比较，由于动子是由铁芯和永磁体共同组??成，从而有效的保护了永磁体并保证的动子结构的紧凑性，同时具有比较大的推??力。直线振荡电机的具体参数如下图：??表２．１电机参数说明??名称?变量［单位］?数值?备注??相数?ｍ?１??相电感?１０．５６??相电阻?０．４?２０°Ｃ理论直流电阻，不计引线电阻??推力系数（ＭＡＸ）?［ＮｉＡ?１９６??动子质量?［ｋｇ］?２３??最大行程?［＿］?２０??额定相电流（ＲＭＳ）?［（］?４．２??额定电压（ＲＭＳ）?［ｒ］?３８０??额定频率?［＆］?１０??额定振幅

为３ｔ的轮辐式拉压传感器，传感器８个连接孔通过内六角螺钉与上部槽钢连接??作为固定端，为了能及时的检测压力与拉力的变化，通过一个输出轴的外螺纹与??传感器自身内螺纹配合连接而成。结构图如下图２．３所示：??图２．３传感器连接结构??２．１．３磁栅尺编码器??电机采用苏州大星ＭＬＳ－１型号磁栅尺，分辨率达到小ｍ，信号线定义如下??图２．２所示：??信号名?电拔颜色’??（Ｖ?ｐｉｎ）?Ｐｉｎ?ｎｏ．??Ａ?１??Ｂ?２??５Ｖ?ｏｒ?２４Ｖ?Ｒｌ?Ｉ）?３??０?Ｖ?ＢＬＡＣＫ?４??Ａ?ＢＨ?Ｆ?５??Ｂ?（，ＫＦＥＮ?６??Ｚ?７??Ｚ?ＭＮＫ?８??（ｉＲＯｌ＿?ＳＨＩＦＬＤ?９??图２．?４磁栅尺信号线定义??１１??

【参考文献】：
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博士论文
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硕士论文
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本文编号：2901667