激光打孔具備精度高、效率高、成本低等突出優(yōu)點(diǎn),在電力電子、航空航天、醫(yī)療器械等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用,是一種重要的現(xiàn)代加工技術(shù)。由于激光打孔孔徑通常為亞毫米級(jí),精密、高效的二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)是激光打孔功能和精度實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。洛倫茲平面電機(jī)是一種新興永磁平面驅(qū)動(dòng)技術(shù),它避免了傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)運(yùn)動(dòng)臺(tái)精度的影響,通過(guò)直接驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)臺(tái)三自由度平面運(yùn)動(dòng),是一種提高激光打孔設(shè)備性能的有效方式。然而,由于洛倫茲平面電機(jī)電磁、結(jié)構(gòu)、溫度存在較強(qiáng)的相互影響,尚需基于多物理場(chǎng)分析技術(shù)對(duì)其設(shè)計(jì)、分析進(jìn)行深入研究。論文分析了洛倫茲平面電機(jī)的工作方式,給出了設(shè)計(jì)指標(biāo)并進(jìn)行了總體方案設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo),通過(guò)永磁體選擇、線圈計(jì)算、定子外殼設(shè)計(jì)以及電阻、電感、電壓、電流等參數(shù)計(jì)算,完成了洛倫茲平面電機(jī)電磁設(shè)計(jì)。提出了采用萬(wàn)向滾珠的動(dòng)子支撐方式,并進(jìn)行了選型和驗(yàn)證。采用水冷散熱方案,設(shè)計(jì)計(jì)算了電機(jī)水冷管道結(jié)構(gòu)參數(shù)。對(duì)電機(jī)的電磁場(chǎng)和電磁力以及電磁對(duì)結(jié)構(gòu)變形的影響進(jìn)行分析。對(duì)可以產(chǎn)生永磁磁場(chǎng)的永磁體和通電線圈進(jìn)行數(shù)值分析,了解影響磁場(chǎng)強(qiáng)弱的因素,借助仿真圖直觀的看出磁場(chǎng)大小的分布。對(duì)電磁力進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,由于建模計(jì)算量較大,所以考慮用... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

x-y-θ納米定位精度的平面電機(jī)

a）電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 圖 1.2 三自由度超精密平面在 2007 年，清華大學(xué)的朱煜等人也13,14]，該平面電機(jī)由線圈組件和永單元組成，每組都可以單獨(dú)實(shí)現(xiàn)平面通入相同方向電流時(shí)，電機(jī)實(shí)現(xiàn) Y 三個(gè)驅(qū)動(dòng)單元用以實(shí)現(xiàn)X向平動(dòng)。微.01rad。在動(dòng)子底部裝有磁鐵，利用剛度，降低動(dòng)子對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響。

（a）電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 （b）電機(jī)樣機(jī)圖 1.2 三自由度超精密平面電機(jī)在國(guó)內(nèi)，在 2007 年，清華大學(xué)的朱煜等人也提出了一種具有三自由度的超精密平面電機(jī)[13,14]，該平面電機(jī)由線圈組件和永磁體組件組成，如圖 1.3 所示它由三組驅(qū)動(dòng)單元組成，每組都可以單獨(dú)實(shí)現(xiàn)平面內(nèi)的三自由度。當(dāng)其中兩個(gè)驅(qū)動(dòng)單元的線圈通入相同方向電流時(shí)，電機(jī)實(shí)現(xiàn) Y 向平動(dòng)，通入相反電流時(shí)，實(shí)現(xiàn)繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，第三個(gè)驅(qū)動(dòng)單元用以實(shí)現(xiàn)X向平動(dòng)。微動(dòng)臺(tái)平動(dòng)范圍為4mm×4mm，轉(zhuǎn)角范圍為±0.01rad。在動(dòng)子底部裝有磁鐵，利用磁鐵吸力為重力預(yù)載，提高氣浮軸承的氣膜剛度，降低動(dòng)子對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響。1 工作臺(tái)2 永磁體3 定子線圈骨架

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]電機(jī)散熱技術(shù)研究[J]. 汪建新,吳向春.  現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備. 2016(08)
[2]多自由度短行程超精密平面電機(jī)技術(shù)發(fā)展綜述[J]. 寇寶泉,張赫.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(07)
[3]集成繞組結(jié)構(gòu)短行程直流平面電機(jī)[J]. 寇寶泉,張赫,李立毅.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2011(15)
[4]大型空冷汽輪發(fā)電機(jī)定子通風(fēng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案的計(jì)算與分析[J]. 霍菲陽(yáng),李勇,李偉力,楊雪峰.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2010(06)
[5]大負(fù)荷滾珠絲杠副中滾珠接觸應(yīng)力研究[J]. 李凌豐,羅容.  中國(guó)機(jī)械工程. 2009(18)
[6]水冷電機(jī)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算[J]. 吳琳,王宏光.  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2008(08)
[7]高能量密度水冷電機(jī)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)與熱力計(jì)算[J]. 吳桂珍,孟大偉,許明宇.  防爆電機(jī). 2008(03)
[8]平面3-DOF電磁微動(dòng)臺(tái)設(shè)計(jì)及其解耦控制[J]. 李恒,朱煜,胡金春,張鳴,尹文生,楊開明.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2008(06)
[9]大型空冷汽輪發(fā)電機(jī)定子內(nèi)流體速度與流體溫度數(shù)值計(jì)算與分析[J]. 靳慧勇,李偉力,馬賢好,丁樹業(yè).  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2006(16)
[10]平面電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)、控制與應(yīng)用技術(shù)綜述[J]. 曹家勇,朱煜,汪勁松,尹文生,段廣洪,張鳴.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2005(04)

碩士論文
[1]高速列車制動(dòng)盤的散熱模擬及優(yōu)化[D]. 孫秉.大連交通大學(xué) 2018
[2]平面開關(guān)磁阻電機(jī)位置控制算法研究[D]. 鄭鴻鑫.深圳大學(xué) 2016
[3]集成繞組結(jié)構(gòu)短行程直流平面電機(jī)的研究[D]. 張赫.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010



本文編號(hào)：2926996