動磁鐵式直線振蕩電機是一種可以直接產(chǎn)生高頻往復(fù)運動的電機,可以取代由旋轉(zhuǎn)電機加中間傳動環(huán)節(jié)的方式,而直接實現(xiàn)直線方向的驅(qū)動,具有結(jié)構(gòu)簡單、損耗低、精度和重復(fù)精度高、行程大、維修簡單以及響應(yīng)速度快等優(yōu)點。但是存在噪聲大、輸出推力較小等缺點。本課題主要研究利用共振原理實現(xiàn)對電機推力的放大,并研究其在電子動靜萬能試驗機動力驅(qū)動上的應(yīng)用。首先,從直線振蕩電機的結(jié)構(gòu)和原理入手,利用電機理論、振動分析理論以及現(xiàn)代控制理論等建立直線振蕩電機的電磁電路模型與動力學(xué)模型,得出了電機的電磁表達(dá)式,即直線振蕩電機的輸出推力與電流成線性關(guān)系,通過計算得出了等效的二階彈性系統(tǒng)的響應(yīng)特性與傳遞函數(shù)。其次,進行了動磁鐵式直線振蕩電機控制系統(tǒng)的設(shè)計,研究并確定各個模塊的硬件電路,設(shè)計了控制系統(tǒng)的電氣原理圖,然后對所設(shè)計的控制結(jié)構(gòu)進行了ANSYS模態(tài)分析,分析了控制系統(tǒng)的共振特性,并對關(guān)鍵部件進行ANSYS靜力學(xué)分析,經(jīng)過校核,各個零部件都符合強度、剛度的要求。然后,在實驗室中做出了控制系統(tǒng)的實物,進行了電機特性試驗,在空載與輕載時,測試得出了輸出位移以及功率隨頻率的變化關(guān)系。通過速度閉環(huán)實驗,引入了變頻器的內(nèi)置PID... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１動鐵式直線振蕩電機機械裝配圖??

構(gòu)由動子鐵芯動子永磁體共同組成，在工作的情況下，磁場由勵磁繞組產(chǎn)生的交??變磁場和永磁體產(chǎn)生的恒定磁場共同組成，在疊加磁場的共同作用下，產(chǎn)生對動??子的電磁推力，實現(xiàn)直線的往復(fù)運動。其結(jié)構(gòu)圖如圖２．２所示。??Ｉ?｜?Ａ?本?Ｉ—Ｉ？奉?Ｉ??Ｉ￣￣?Ｉ??Ｔ?Ｔ?ｔ?ｆ?ｔ?Ｔ??圖２．２動磁鐵式直線振蕩電機結(jié)構(gòu)圖??同動磁式與動鐵式直線振蕩電機相比較，由于動子是由鐵芯和永磁體共同組??成，從而有效的保護了永磁體并保證的動子結(jié)構(gòu)的緊湊性，同時具有比較大的推??力。直線振蕩電機的具體參數(shù)如下圖：??表２．１電機參數(shù)說明??名稱?變量［單位］?數(shù)值?備注??相數(shù)?ｍ?１??相電感?１０．５６??相電阻?０．４?２０°Ｃ理論直流電阻，不計引線電阻??推力系數(shù)（ＭＡＸ）?［ＮｉＡ?１９６??動子質(zhì)量?［ｋｇ］?２３??最大行程?［＿］?２０??額定相電流（ＲＭＳ）?［（］?４．２??額定電壓（ＲＭＳ）?［ｒ］?３８０??額定頻率?［＆］?１０??額定振幅

為３ｔ的輪輻式拉壓傳感器，傳感器８個連接孔通過內(nèi)六角螺釘與上部槽鋼連接??作為固定端，為了能及時的檢測壓力與拉力的變化，通過一個輸出軸的外螺紋與??傳感器自身內(nèi)螺紋配合連接而成。結(jié)構(gòu)圖如下圖２．３所示：??圖２．３傳感器連接結(jié)構(gòu)??２．１．３磁柵尺編碼器??電機采用蘇州大星ＭＬＳ－１型號磁柵尺，分辨率達(dá)到�。恚盘柧�定義如下??圖２．２所示：??信號名?電拔顏色’??（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??圖２．?４磁柵尺信號線定義??１１??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]傳動軸支架共振危害研究[J]. 李春風(fēng),汪洋,高衛(wèi)娟,游建毅.  車輛與動力技術(shù). 2017(01)
[2]基于ANSYSWorkbench的Gantry機架模態(tài)分析[J]. 韓秀華,王雪華,黃琳.  機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新. 2016(06)
[3]一種動磁式直線振蕩電機的設(shè)計與分析[J]. 田樂,吳覓旎,莊周,盧琴芬.  機電工程. 2015(12)
[4]基于ANSYSWorkbench的香蕉莖稈纖維提取刀片改進設(shè)計[J]. 馬強,梁棟,張喜瑞.  農(nóng)機化研究. 2015(11)
[5]直線壓縮機用無內(nèi)定子動磁式直線振蕩電機的建模與分析[J]. 雷美珍,戴文戰(zhàn),夏永明.  電機與控制學(xué)報. 2014(11)
[6]基于Ansys Workbench的工裝結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化[J]. 梁俊濤,張莉,梁濤.  現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備. 2014(02)
[7]永磁同步直線電機直接驅(qū)動控制技術(shù)[J]. 趙國平,吳紅星,張立華,李立毅.  微電機. 2013(08)
[8]矢量控制型變頻器在提升系統(tǒng)上的應(yīng)用[J]. 樊冰,劉紅兵,崔勇.  船電技術(shù). 2012(S1)
[9]鼠籠異步電動機電磁噪聲的仿真分析[J]. 王荀,邱阿瑞.  微電機. 2011(07)
[10]小型蠕動泵用直線振蕩電機的數(shù)學(xué)模型研究[J]. 王洋,潘海鵬,徐立,夏永明.  微特電機. 2010(11)

博士論文
[1]冰箱用動磁鐵式直線壓縮機動態(tài)優(yōu)化設(shè)計的關(guān)鍵問題研究[D]. 趙科.浙江大學(xué) 2014

碩士論文
[1]基于有限元的彎橋車橋耦合振動分析方法研究[D]. 周新平.長安大學(xué) 2006



本文編號：2901667