本文關(guān)鍵詞：磁懸浮平臺(tái)的平面線圈直線電機(jī)電磁結(jié)構(gòu)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著納米制造技術(shù)研究的發(fā)展,需要一種通用的可用于納米加工、測量以及裝配的納米制造平臺(tái)。大行程、高精度、小體積的納米級定位平臺(tái)是近年來國內(nèi)外相關(guān)研究單位的研究重點(diǎn)。而永磁直線電機(jī)作為磁懸浮定位平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)部件,其驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性和平面精度是磁懸浮平臺(tái)能否實(shí)現(xiàn)其功能的重要因素。本文旨在通過改善永磁陣列的氣隙磁場的正弦性和平面線圈的平面度達(dá)到直線電機(jī)性能優(yōu)化的目的。首先對磁懸浮平臺(tái)的直線電機(jī)的動(dòng)子永磁陣列進(jìn)行了分析,采用凸型截面的永磁塊構(gòu)成HALBACH永磁陣列,并對其進(jìn)行理論分析和有限元仿真,對其在磁場正弦性上的改善進(jìn)行驗(yàn)證。根據(jù)課題的要求,在選定工作平面的前提下,對磁塊的尺寸進(jìn)行了優(yōu)化,并完成永磁陣列的組裝。其次對磁懸浮平臺(tái)的直線電機(jī)的定子平面線圈進(jìn)行了分析,提出了單層繞組方式的平面線圈,提高了電機(jī)在垂直方向的精度。利用有限元方法對線圈進(jìn)行電磁力的分析,結(jié)合實(shí)際需要,構(gòu)建了電機(jī)的電磁結(jié)構(gòu)。采用線切割形式完成了平面線圈最后的加工和裝配,極大程度的改善了平面線圈的平面度和簡化了線圈的制作工藝。此外,對直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行了研究,采用每相線圈獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的方式,避免了線圈間的相互影響。根據(jù)實(shí)際要求采用磁耦隔離芯片,數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片和功率放大芯片,進(jìn)行了驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)電路板的實(shí)物制作。最后,完成了整個(gè)直線電機(jī)系統(tǒng)的搭建,并進(jìn)行了相關(guān)仿真和實(shí)驗(yàn)。
【關(guān)鍵詞】：磁懸浮平臺(tái) 直線電機(jī) 永磁陣列 平面線圈 驅(qū)動(dòng)
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM359.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-23
• 1.1 研究背景及選題意義10-11
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 選題意義11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11-20
• 1.2.1 高精度定位平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)方式研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.2 平面線圈直線電機(jī)研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.3 直線電機(jī)的永磁陣列研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3 本文的研究內(nèi)容及安排20-23
• 第2章 直線電機(jī)的動(dòng)子永磁陣列研究23-40
• 2.1 直線電機(jī)動(dòng)子材料23-25
• 2.1.1 電機(jī)常用的永磁材料23
• 2.1.2 永磁材料的主要性能參數(shù)23-24
• 2.1.3 釹鐵硼永磁材料的優(yōu)點(diǎn)24-25
• 2.2 凸型HALBACH永磁陣列的磁場解析計(jì)算25-32
• 2.2.1 HALBACH永磁陣列簡介25-26
• 2.2.2 凸型HALBACH永磁陣列的磁場解析建模26-32
• 2.3 凸型HALBACH永磁陣列的尺寸設(shè)計(jì)32-35
• 2.4 凸型HALBACH永磁陣列的磁場有限元分析35-38
• 2.4.1 凸型永磁陣列磁場解析解與仿真解對比35-37
• 2.4.2 凸型永磁陣列與矩形永磁陣列的磁場對比37-38
• 2.5 本章小結(jié)38-40
• 第3章 直線電機(jī)的定子平面線圈研究40-56
• 3.1 平面線圈的繞組方式及材料選擇40-43
• 3.1.1 平面線圈繞組方式40-42
• 3.1.2 平面線圈的材料選擇42-43
• 3.2 平面線圈的繞組磁場理論分析43-47
• 3.2.1 平面線圈的邊界磁矢勢分析43-45
• 3.2.2 平面線圈的電磁力理論分析45-47
• 3.3 平面線圈的參數(shù)確定47-51
• 3.4 線圈的工藝裝配研究51-54
• 3.4.1 線切割的簡介51
• 3.4.2 線圈的工藝加工制作51-53
• 3.4.3 平面線圈的平面度測量53-54
• 3.5 本章小結(jié)54-56
• 第4章 直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制研究56-72
• 4.1 空間電壓脈寬調(diào)制技術(shù)及其原理56-60
• 4.2 磁懸浮平臺(tái)的永磁直線電機(jī)控制研究60-63
• 4.2.1 控制器的需求分析及設(shè)計(jì)方案60-61
• 4.2.2 DSP的選型61-62
• 4.2.3 FPGA的選型62-63
• 4.3 磁懸浮平臺(tái)的平面線圈直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)研究63-70
• 4.3.1 驅(qū)動(dòng)方式的選擇63
• 4.3.2 驅(qū)動(dòng)電路及器件63-70
• 4.4 本章小結(jié)70-72
• 第5章 實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)分析72-78
• 5.1 直線電機(jī)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)72-74
• 5.1.1 直線電機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)72-73
• 5.1.2 驅(qū)動(dòng)電路板的制作73
• 5.1.3 直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)搭建73-74
• 5.2 平面線圈的變形熱仿真74-75
• 5.3 驅(qū)動(dòng)電流測試75-76
• 5.4 電路輸出信號測試76-77
• 5.5 本章總結(jié)77-78
• 第6章 總結(jié)78-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單84-86
• 致謝86

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 明濤;直線電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域[J];機(jī)械工程師;2001年05期

2 陸啟建;直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)[J];機(jī)械與電子;2001年04期

3 袁紹芝,朱有貴,王成立;直線電機(jī)一般故障的處理[J];山東煤炭科技;2001年01期

4 葉云岳,楊天夫;直線電機(jī)在制造技術(shù)裝備中的應(yīng)用綜述[J];世界制造技術(shù)與裝備市場;2002年06期

5 葉云岳;國內(nèi)外直線電機(jī)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用綜述[J];電器工業(yè);2003年01期

6 蔡長春,徐志鋒,潘晶,莊建平,劉新才;直線電機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用[J];微電機(jī)(伺服技術(shù));2003年02期

7 王偉進(jìn);直線電機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用概述[J];微電機(jī)(伺服技術(shù));2004年01期

8 劉杰輝,范素芹;彈性支撐直線電機(jī)系統(tǒng)模型的建立方法[J];河北工業(yè)科技;2004年05期

9 周勇,黃明星,葉云岳;直線電機(jī)在新型智能鋪粉裝置中的應(yīng)用[J];機(jī)電工程;2004年11期

10 ;直線電機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)研究與應(yīng)用[J];數(shù)控機(jī)床市場;2005年07期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王振濱;;永磁同步直線電機(jī)硬件在環(huán)實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)[A];2010振動(dòng)與噪聲測試峰會(huì)論文集[C];2010年

2 葉云岳;;國內(nèi)外直線電機(jī)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用綜述[A];直線電機(jī)與自動(dòng)化——2002年全國直線電機(jī)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2002年

3 葉云岳;;直線電機(jī)在機(jī)床業(yè)中的應(yīng)用[A];第七屆中國小電機(jī)技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2002年

4 葉云岳;;直線電機(jī)技術(shù)的研究發(fā)展與應(yīng)用綜述[A];電氣技術(shù)發(fā)展綜述[C];2004年

5 周勇;黃明星;葉云岳;;直線電機(jī)在新型鋪粉裝置中的應(yīng)用[A];2004年全國直線電機(jī)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年

6 趙學(xué)群;楊榮波;王忠川;;直線電機(jī)的應(yīng)用[A];2005年機(jī)械電子學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

7 曹榮敏;周惠興;陳現(xiàn)敏;文華強(qiáng);;基于永磁直線電機(jī)的倒立擺創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)[A];第九屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集Ⅰ[C];2011年

8 王先逵;石忠東;陳定積;吳丹;;提高直線電機(jī)伺服單元控制精度的綜合措施[A];面向21世紀(jì)的生產(chǎn)工程——2001年“面向21世紀(jì)的生產(chǎn)工程”學(xué)術(shù)會(huì)議暨企業(yè)生產(chǎn)工程與產(chǎn)品創(chuàng)新專題研討會(huì)論文集[C];2001年

9 曹志彤;何國光;陳宏平;;超磁致微直線電機(jī)[A];直線電機(jī)與自動(dòng)化——2002年全國直線電機(jī)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2002年

10 鄧啟文;尹力明;吳峻;;直線電機(jī)靜態(tài)特性研究[A];第11屆全國電氣自動(dòng)化電控系統(tǒng)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2002年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 清科集團(tuán) 趙曉泊;直線電機(jī)將升級傳統(tǒng)制造業(yè)[N];中國證券報(bào);2010年

2 記者 張榮文;第一個(gè)直線電機(jī)牽引車輛段安家廣州[N];中國鐵道建筑報(bào);2005年

3 王迅;中科院與日企共建直線電機(jī)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室[N];中國有色金屬報(bào);2006年

4 袁芳邋記者 趙鳳華;中日專家北京交大研討直線電機(jī)軌道交通新技術(shù)[N];科技日報(bào);2007年

5 �？�;國內(nèi)首列自動(dòng)無人駕駛直線電機(jī)城軌車輛下線[N];人民鐵道;2007年

6 記者 王小潤 凌翔 通訊員 竇新;我國首列自主知識產(chǎn)權(quán)直線電機(jī)地鐵列車青島下線[N];光明日報(bào);2011年

7 竇新;首列自主知識產(chǎn)權(quán)直線電機(jī)地鐵列車在青島下線[N];科技日報(bào);2011年

8 劉征;我國首列自主知識產(chǎn)權(quán) 直線電機(jī)地鐵列車下線[N];證券時(shí)報(bào);2011年

9 蘇萬明;直線電機(jī)地鐵列車青島下線[N];中國技術(shù)市場報(bào);2011年

10 本報(bào)記者 林剛;“青島造”地鐵車在廣州投運(yùn)[N];青島日報(bào);2005年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 熊嘉陽;直線電機(jī)地鐵車輛—板式軌道耦合系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)研究[D];西南交通大學(xué);2014年

2 王寅;多模式壓電直線電機(jī)的研究[D];南京航空航天大學(xué);2013年

3 陳西府;摩擦驅(qū)動(dòng)型非共振壓電疊層直線電機(jī)的研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

4 唐傳勝;永磁同步直線電機(jī)控制方法研究[D];電子科技大學(xué);2014年

5 侯明;高精度高速度高頻率直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制方法研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

6 張穎;永磁同步直線電機(jī)磁阻力分析及控制策略研究[D];華中科技大學(xué);2008年

7 程遠(yuǎn)雄;永磁同步直線電機(jī)推力波動(dòng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];華中科技大學(xué);2011年

8 曾理湛;永磁同步直線電機(jī)復(fù)雜機(jī)電耦合系統(tǒng)分析與控制方法[D];華中科技大學(xué);2011年

9 王利;現(xiàn)代直線電機(jī)關(guān)鍵控制技術(shù)及其應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2012年

10 潘東華;面向超精定位系統(tǒng)無鐵心直流直線電機(jī)精確建模與優(yōu)化研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張利那;數(shù)控機(jī)床用直線電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];河北工程大學(xué);2011年

2 王守雨;直線電機(jī)推力分析與隔磁防護(hù)技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2012年

3 吳紅偉;新型永磁同步直線電機(jī)的性能分析及實(shí)驗(yàn)研究[D];華中科技大學(xué);2013年

4 蘇煥宇;永磁同步直線電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)和測試[D];湖南大學(xué);2013年

5 黨明輝;基于DSP的永磁同步直線電機(jī)控制系統(tǒng)的研究[D];浙江理工大學(xué);2015年

6 陳濤;基于城軌列車的雙饋直線電機(jī)的控制研究[D];西南交通大學(xué);2015年

7 曾志凌;城軌列車雙饋直線驅(qū)動(dòng)電機(jī)電磁計(jì)算與設(shè)計(jì)[D];西南交通大學(xué);2015年

8 吳紅杰;直流直線牽引傳動(dòng)系統(tǒng)研究[D];西南交通大學(xué);2015年

9 趙彬;快速運(yùn)動(dòng)及制動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2015年

10 羅發(fā)政;永磁同步空芯直線電機(jī)推力計(jì)算及其特性分析[D];西南交通大學(xué);2015年

  本文關(guān)鍵詞：磁懸浮平臺(tái)的平面線圈直線電機(jī)電磁結(jié)構(gòu)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：292719