电机直驱系统的位置异常保护装置动态特性分析

【摘要】：本文以某重点预研项目为背景,以某新型力矩电机直驱系统高低方向机为研究对象,针对该系统的位置异常保护机构进行设计,采用理论仿真分析与试验相结合的方式,对相关机构动作原理及机构动态特性进行了研究。 论文首先对该力矩电机直驱系统的可行性进行了分析,对电机的设计和驱动进行了介绍,确定了系统的位置异常保护装置的工作方式与传动方案,其既要满足制动缓冲保护系统的要求,又要满足了备用驱动装置的双向要求。在此基础上对系统机构运动学特性及制动姿态进行分析,并进行了机构零部件的设计与分析。利用键合图理论建立了电机直驱系统的位置异常保护装置的机构运动动力学特性仿真分析模型,并与虚拟样机相结合建立位置保护装置虚拟样机,对系统的动力学特性进行仿真分析研究,包括气动离合器机构、缓冲制动机构及电机启动的动态特性。获得了机构运动过程中离合器花键、蜗轮蜗杆及高低齿弧等关键零部件所受载荷参数,利用有限元法对其进行刚强度分析,根据刚强度分析的结果,对关键零部件进行改进设计。通过仿真结果验证了方案的可行性,在位置异常保护装置制动力矩下,对力矩电机直驱系统进行制动保护。 最后,进行了力矩电机直驱系统的摸底射击试验,验证了所试制力矩电机运行的可行性以及电机直驱系统已基本满足射击工况,论文分析结果与试验结果基本一致。 本文研究结果对某新型高低方向机的结构设计与参数优化具有与一定参考价值。