雙定子無鐵芯永磁同步直線電機(jī)（double stator air-core permanent magnet synchronous linear motor,DSA-PMSLM）,因其具有無中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的直驅(qū)方式、推力密度大、效率高、可以同時滿足高速大行程運動和微納米級動態(tài)精度等優(yōu)點,在激光切割機(jī)、金屬3D打印機(jī)、芯片光刻機(jī)、液晶面板視覺檢測等高精密加工領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。永磁體作為DSA-PMSLM的核心部分,可以為電機(jī)氣隙空間提供恒定的磁場環(huán)境,保證電機(jī)功率密度和推力密度的穩(wěn)定性。然而,由于永磁材料的時效性、加工工藝和電機(jī)實際工作環(huán)境中化學(xué)、溫度、外磁場等因素的原因,易引起永磁體不可逆退磁現(xiàn)象,造成電機(jī)的退磁故障。DSA-PMSLM的退磁故障,將造成氣隙磁場分布的不均勻,破壞電機(jī)內(nèi)部磁場分布的一致性,進(jìn)而引起直線電機(jī)推力波動的增加,造成電機(jī)定位精度的降低。此外,電機(jī)退磁故障有可能會引起電機(jī)的電氣故障和機(jī)械故障,甚至造成電機(jī)的停機(jī)和損壞,嚴(yán)重的電機(jī)退磁故障可造成高精密加工設(shè)備的損壞和報廢。因此,為了提高DSA-PMSLM的穩(wěn)定性和可靠性,及相關(guān)設(shè)備的安全性,DSA-PMSLM退... 

【文章來源】：安徽大學(xué)安徽省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：148 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

永磁同步直線電機(jī)在高精密數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用

第一章緒論31.2永磁電機(jī)故障診斷研究概述隨著工業(yè)4.0的迅速發(fā)展，永磁電機(jī)因其效率高、功率密度大、體積孝質(zhì)量輕等優(yōu)點在高精密制造、高速動車、航空航天、機(jī)器人、新能源汽車等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[8-10]。由于電機(jī)工作環(huán)境的惡劣，及運行工況和負(fù)載的多變性，易導(dǎo)致電機(jī)發(fā)生故障[11-13]。永磁電機(jī)的常見故障如圖1.2所示，一般分為三大種類：1、電氣故障主要包括繞組故障和逆變器故障，其中繞組故障包含繞組線圈開路故障、繞組線圈短路故障及繞組線圈不對稱故障。逆變器故障主要指的是逆變器中關(guān)鍵電路元件的擊穿、損壞引起的電路故障。電氣故障會引起電機(jī)電路的損壞發(fā)熱，甚至?xí)斐呻姍C(jī)的停機(jī)和燒毀。2、永磁體故障主要來源于永磁體材料壽命、外磁場干擾、化學(xué)腐蝕、高溫過熱引起的退磁故障。永磁體故障主要包括局部退磁故障和均勻退磁故障，局部退磁故障指的是電機(jī)中若干個永磁體發(fā)生退磁故障，均勻退磁故障指的是電機(jī)內(nèi)所有永磁體同時發(fā)生退磁故障。永磁體故障是一個漸變的過程，會引起電機(jī)性能的下降，嚴(yán)重的退磁故障會造成電機(jī)他類電氣故障和機(jī)械故障的產(chǎn)生，損害電機(jī)的健康狀態(tài)。3、機(jī)械故障主要電機(jī)運行過程中關(guān)鍵機(jī)械部件磨損，主要分為轉(zhuǎn)子的偏心故障和軸承故障（直線電機(jī)中為導(dǎo)軌故障），機(jī)械故障會引起電機(jī)的振動和噪聲，造成機(jī)械結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定，甚至?xí)痣姎夤收虾陀来朋w故障，導(dǎo)致電機(jī)損壞。圖1.2永磁電機(jī)常見故障種類Fig.1.2Commonfaulttypesofpermanentmagnetmotor.

安徽大學(xué)博士學(xué)位論文4隨著工業(yè)電氣化進(jìn)程的發(fā)展，高精密制造裝配、新能源汽車、軌道交通等產(chǎn)業(yè)的異軍突起，使得電機(jī)產(chǎn)業(yè)的需求日益增長，電機(jī)故障的診斷研究也引起了廣大學(xué)者的關(guān)注。圖1.3，1.4和1.5分別顯示了電機(jī)電氣故障、退磁故障、機(jī)械故障相關(guān)研究文獻(xiàn)數(shù)量隨著年份的變化歷程（數(shù)據(jù)截圖來源于WebofScience數(shù)據(jù)庫，截止日期為2020年3月5日）�？梢姡诮�5年時間里，電機(jī)三類故障的研究文獻(xiàn)數(shù)量出現(xiàn)陡坡式增長。此外，作者通過檢索發(fā)現(xiàn)，電機(jī)故障相關(guān)研究成果多次發(fā)表在國際學(xué)術(shù)頂級期刊<IEEETransactionsonIndustrialElectronics>、<IEEETransactionsonIndustrialInformatics>和<IEEETransactionsonPowerElectronics>上，這說明隨著電機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，電機(jī)故障診斷研究日益成為近年來的研究熱點。通過對比圖1.3，1.4和1.5可知，縱觀歷年數(shù)據(jù)，電機(jī)電氣故障診斷研究和機(jī)械故障診斷研究的文獻(xiàn)數(shù)量要高于電機(jī)退磁故障研究，其中在最近一年2019里，電機(jī)電氣故障診斷研究的文獻(xiàn)數(shù)量為2446篇，電機(jī)退磁故障診斷研究的文獻(xiàn)數(shù)量為550篇，電機(jī)機(jī)械故障診斷研究的文獻(xiàn)數(shù)量為1664篇。其原因如下：1、電機(jī)退磁故障只出現(xiàn)在永磁電機(jī)中，其他類型電機(jī)中不存在此類故障；2、永磁電機(jī)相對于其他類型電機(jī)，誕生的時間較晚，研究基礎(chǔ)相對薄弱。圖1.3關(guān)鍵字包含“motorelectricalfault”的文章（按年份劃分，引自WebofScicence數(shù)據(jù)庫，截止2020.03.05）Fig.1.3Keywordscontaining"motorelectricalfault"(dividedbyyear,fromWebofScicencedatabase,expirationdateas2020.03.05).


本文編號：3074315