永磁同步平面電機是一種能夠利用電磁能控制動子在平面進行多自由度運動的新型電機,與傳統(tǒng)的平面運動機構(gòu)相比,具有結(jié)構(gòu)簡單、出力穩(wěn)定、運動精度高、損耗小等優(yōu)點,在集成電路設計、精密儀器加工制造、精密測量等行業(yè)都有著廣泛的應用,成為近年來各個國家爭相研究的熱門方向。平面電機的典型應用為光刻機,平面電機作為光刻機驅(qū)動單元的重要組成部分,其運動穩(wěn)定性、定位精度、響應速度等指標直接決定了光刻機的性能。本文將介紹一種永磁平面電機的機械結(jié)構(gòu)、工作原理、電磁分布、驅(qū)動設計及整體控制等,并通過仿真對研究結(jié)果進行分析。首先,本文介紹了該平面電機的整體結(jié)構(gòu),包括動子平臺結(jié)構(gòu)、定子平臺結(jié)構(gòu)、驅(qū)動單元結(jié)構(gòu)、線圈繞組等,分析平面電機的工作原理。采用一種直線型Halbach永磁陣列提供氣隙磁場,并通過有限元仿真分析永磁陣列產(chǎn)生的氣隙磁場分布,對氣隙磁場的水平和豎直分量進行分析,并討論了永磁體厚度、排列方式等因素對磁場分布的影響。其次,為了得到平面電機各個位置的磁場強度,建立Halbach永磁陣列的物理模型,采用等效電流法推導了其空間磁場分布公式,并根據(jù)空間磁場分布公式計算電磁推力與運動線圈的反電動勢,之后又對瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)下...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1開關(guān)磁阻型平面電機整體結(jié)構(gòu)圖

的理論與實際意義。1.2國內(nèi)外在該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀1.2.1變磁阻型平面電機研究現(xiàn)狀變磁阻平面電機的工作原理類似于旋轉(zhuǎn)磁阻電機，它以磁阻最小原理為基本準則。變磁阻平面電機經(jīng)過多年的研發(fā)，目前已經(jīng)實現(xiàn)產(chǎn)品化，在市場上占有很大的比例。變磁阻型平面電機的結(jié)構(gòu)簡單、控制起來也很方便，但是，....

圖1-2感應式平面電機整體結(jié)構(gòu)圖

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文31.2.2平面感應電機研究現(xiàn)狀感應式平面電機起步比較晚，且研究它的人員也比較少，這種平面電機的機電特性比較復雜，因此對它進行研究時通常采用簡化的方法，如等效電路法僅針對那些電機參數(shù)已知的裝置，因此感應式平面電機運動定位的精度和速度性能都比較差，但可....

圖1-3Dittrich設計的平面感應電機

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文4動子初級鐵心基板鍍層圖1-3Dittrich設計的平面感應電機1.2.3永磁平面電機研究現(xiàn)狀美國麻省理工大學的Kim于1998年設計出了第一臺能夠?qū)崿F(xiàn)六自由度運動的平面電機[11]，其電機結(jié)構(gòu)如圖1-4所示，該平面電機由四組驅(qū)動單元構(gòu)成，每套驅(qū)動單....

圖1-4Kim設計的平面電機結(jié)構(gòu)

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文4動子初級鐵心基板鍍層圖1-3Dittrich設計的平面感應電機1.2.3永磁平面電機研究現(xiàn)狀美國麻省理工大學的Kim于1998年設計出了第一臺能夠?qū)崿F(xiàn)六自由度運動的平面電機[11]，其電機結(jié)構(gòu)如圖1-4所示，該平面電機由四組驅(qū)動單元構(gòu)成，每套驅(qū)動單....

本文編號：4031352