收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

一种新型永磁球形多自由度电机的研究

王咏涛  
【摘要】:本论文在系统分析多自由度电机的发展现状与趋势的基础上,针对一种新型永磁球形多自由度电机进行了分析和研究,建立了该电机的有限元模型、分析了该电机用永磁体静磁场特性、建立了该电机转矩模型、进行了电机的优化设计最后制作了该电机的模型机对理论进行验证。由于永磁球形电机独特的三维球形结构,使得该电机的理论研究与传统电机具有明显的不同。目前该类电机的研究较为匾乏,因此,研究成果可为同类型电机的研究提供借鉴和参考。与一般多自由度电机相比,永磁球形电机具有结构简单、体积相对较小、控制简单、力能指标较高等优点。作为执行元件在驱动机构完成三维空间运动方面,能有效简化机构的复杂度、提高系统的动静态性能,也因此成为当前机电驱动元件的一个研究前沿,不仅具有较深的理论研究背景,也具有良好的实际应用意义。 本论文的主要工作具体包括以下几个方面: 1)简述了永磁球形多自由度运动电机的优越性能,首次提出了永磁球形多自由度电机的分类,重点介绍了国内外的永磁球形多自由度运动电机最新研究进展和研究中遇到的问题,并探讨了永磁球形多自由度电机的发展前景和趋势。 2)利用Ansoft分析软件中的Maxwell3D模块建立了一种新型永磁球形多自由度电机的仿真模型,给出了新型多自由度电机有限元模型的区域剖分原理和小区域加密过程。还详细介绍了永磁球形多自由度电机在Maxwell软件中建模过程。有限元模型为该永磁球形多自由度电机的进一步研究提供了模型支持。 3)本论文所研究的永磁球形多自由度电机用永磁体是一个特殊的球形结构,目前的钕铁硼制备技术对其进行多极充磁存在一定的困难,本论文把转子结构进行了改进,可以基本接近原有的设计效果。为这种新型永磁球形多自由度电机提出了4种永磁转子设计方案,对每一种设计的永磁体结构进行了静磁场磁通密度模值分析和静磁场分析,在三维有限元Ansoft软件中,对各种永磁转子结构的球形多自由度电机进行转矩特性的仿真。结合现在的钕铁硼生产技术,最终制备了5个圆柱体组合结构的钕铁硼永磁转子来代替球形结构。 4)利用Ansoft软件中的Maxwell 3D模块建立的永磁球形多自由度电机的仿真模型,对球形永磁多自由度电机转矩特性进行仿真,得到球形永磁多自由度电机转矩特性分布曲线。仿真结果为球形永磁多自由度电机的进一步优化设计提供了理论依据。 5)针对永磁球形多自由度电机特殊结构,优化过程中,选用球形转子输出转矩和用材料量作为优化目标,并保持球形永磁转子半径R、转子开口半径Rk、定子上半径Rd s和定子下半径Rd x不变。优化过程中对小生境遗传算法进行改进,通过对结果的比较,所设置的目标函数达到了要求,球形转子输出转矩有一定的提高,用有效材料用量有所减少,证明改进算法的有效。 6)设计并制作了该新型永磁多自由度电机的模型原理机,对理论进行验证。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 M.Aaltonen,吴茂杉;交流电机传动的直接力矩控制[J];变流技术与电力牵引;1996年02期
2 王群京;雍爱霞;陈丽霞;倪有源;;一种永磁球形步进电机转子位置的检测方法[J];中国电机工程学报;2006年22期
3 徐兴华,王选;交流电机的频域模型[J];哈尔滨理工大学学报;1998年03期
4 黄平林;一种基于神经网络的无刷直流电机模型及仿真[J];电机技术;2004年01期
5 郭国才;电机模型的建立——进步来自于改善电机震动特性的研究[J];船电技术;1997年01期
6 张军;陈志辉;;微型外转子无刷直流电机的仿真与分析[J];电机技术;2008年04期
7 郭宇;艾永乐;王泰华;牛联波;;基于PMSM模型解耦的电流控制器设计与性能研究[J];微特电机;2009年12期
8 寇金桥,陈伟海,于守谦,王建华;三自由度球形电机位置测量研究[J];北京航空航天大学学报;2005年07期
9 李祥飞;刘鹏;;基于矢量控制的电动汽车用异步电机控制系统设计[J];电力电子技术;2010年07期
10 郑敏捷;徐世杰;;航天器姿态控制系统的退步控制设计方法[J];飞行力学;2005年04期
11 陈飞;姜波;;异步电机效率最优控制的方法研究[J];电气传动;2007年05期
12 王泰华;郭宇;艾永乐;;基于PM RSM模型解耦的电流控制器性能研究[J];河南理工大学学报(自然科学版);2010年02期
13 田娜;季小尹;;水下航行器推进用电机的健康监测技术研究[J];测控技术;2011年01期
14 赵学涛;;夹心换能器式多自由度球形超声波电动机研制[J];微特电机;2009年04期
15 李争;王咏涛;葛荣亮;赵光辉;;永磁球形多自由度电机研究进展综述[J];微电机;2011年09期
16 王群京;雍爱霞;张胜虎;;永磁球形步进电机转子位置检测的全局优化[J];中国电机工程学报;2007年33期
17 茅宇旋;直接转矩控制的原理与应用[J];冶金动力;2000年05期
18 王辉,于小亿;感应电机的S函数建模仿真研究[J];电机电器技术;2002年03期
19 马冰雪,乞坤刚;循环泵调速系统单神经元自适应PID控制[J];中国科技信息;2005年17期
20 雍爱霞;王群京;张胜虎;;基于变尺度混沌搜索的永磁球形电机的位置检测[J];系统仿真学报;2009年15期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郭斌;;交流变频控制的一种新方法DTC—直接转矩控制[A];工业自动化应用实践——全国(第五届)炼钢、连铸和轧钢自动化学术会议论文集[C];2002年
2 高建树;魏丽娜;;最优控制理论在电机控制中的应用[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年
3 廖红玉;;ABB中压传动系统在线材轧制中的应用[A];中国计量协会冶金分会2009年年会论文集[C];2009年
4 龚宇;崔巍;施进浩;江建中;;永磁电机有限元时步法的研究与应用[A];第十届中国小电机技术研讨会论文集[C];2005年
5 辛海涛;王少萍;焦宗夏;;基于电动静液作动器虚拟试验仿真平台下的多学科建模技术[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
6 胡云安;;感应电机的块控自适应反步控制[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第一分册)[C];2009年
7 张庆荣;刘平;杨春帆;;DSP在无刷直流电机控制系统仿真中的应用[A];中国系统仿真学会第五次全国会员代表大会暨2006年全国学术年会论文集[C];2006年
8 王松;石双双;;基于卡尔曼滤波和神经网络的PMSM参数辨识[A];2009系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2009年
9 崔玉龙;赵英凯;刘教民;;中速开关磁阻电机的仿真研究[A];中国自动化学会全国第九届自动化新技术学术交流会论文集[C];2004年
10 沈艳霞;李三东;纪志成;;基于反步法的永磁同步电机输出反馈控制系统研究[A];江苏省自动化学会七届四次理事会暨2004学术年会青年学者论坛论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵晓东;电机转子检测方法及故障诊断技术研究[D];河北工业大学;2011年
2 高菲;交流型分布式电源及微网系统模型分析与暂态仿真[D];天津大学;2012年
3 李瑞华;双转子平动式啮合电机设计与特性分析[D];北京邮电大学;2010年
4 王巍;多极少槽盘式永磁同步电动机电磁噪声的计算与抑制[D];沈阳工业大学;2010年
5 王松;永磁同步电机的参数辨识及控制策略研究[D];北京交通大学;2011年
6 王少威;永磁交流伺服系统速度检测与控制研究[D];华中科技大学;2012年
7 于雅莉;储能飞轮动发一体机电磁关键问题及温度场的研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
8 刘艳;混合动力汽车感应电机转矩控制系统研究[D];大连理工大学;2007年
9 徐东昊;潜器全方位推进器主轴控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 薛梅;开关磁阻电机非线性建模方法及智能控制策略研究[D];天津大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王咏涛;一种新型永磁球形多自由度电机的研究[D];河北科技大学;2011年
2 刘静;磁悬浮开关磁阻球形电机结构设计与三维磁场分析[D];扬州大学;2011年
3 陈涛;HEV节能离合器执行机构动态特性的仿真研究[D];吉林大学;2007年
4 杨晟;轴流式磁悬浮人工心脏泵驱动电机的研制[D];山东大学;2010年
5 赵晖;高频电力线信息传输分析与电机建模研究[D];中国海洋大学;2008年
6 李姜姜;基于机器视觉的永磁球形电动机位置检测方法研究[D];合肥工业大学;2009年
7 陈鹏;新型三维磁路结构永磁开关磁链电机理论研究与磁场计算[D];哈尔滨工业大学;2011年
8 黄荣赓;小型风力发电并网系统的高电感电机的设计和控制[D];合肥工业大学;2010年
9 贾晓彦;基于AMESim与Matlab/simulink联合仿真技术的感应电机驱动系统的研究[D];吉林大学;2012年
10 张晓晨;永磁容错电机结构设计与仿真[D];大连海事大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 本报通讯员 张振奇 田冰;漫漫科研路 拳拳报国心[N];廊坊日报;2010年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978