摘要：提出了永磁球形步进电动机的一种变结构控制算法。该算法用可控电流源控制定子电磁线圈通电电流的幅值替代继电器控制方式。首先在转子固连坐标系内基于卡尔丹角旋转建立了转子动力学模型。然后在电动机空载运行的模式下,设计了一种无需角加速度反馈信号的基于输入-输出稳定性理论的控制算法。接着针对电动机负载运行,各轴向转动惯量发生变化的情况设计了变结构控制算法。最后,在变结构控制算法中插入边界层以消除抖振现象。仿真结果表明,新的控制算法具有更小的跟踪误差,稳态误差小于 0.01rad。

摘要：针对一种新型永磁球形步进电机,运用卡尔丹角旋转建立了转子固连坐标系下转子动力学模型。在此基础上按照转子作连续轨迹运动的要求用计算力矩法设计了一种伺服控制策略,进行控制参数整定的同时获得转子运动的期望转矩,并使用李亚普诺夫方法分析了该运动控制的稳定性。最后结合已得的转矩模型,提出了一种定子线圈电流控制的控制方案,并进行了仿真实验。

摘要：为优化多自由度永磁球面电机结构设计,在考虑液质润滑球面轴承理论的基础上,确定合适参数以改善电机工作情况。首先对其基本结构建模并进行工作原理分析,基于混合驱动模式,实现电机多自由度运动,并建立了适用于永磁球面电机润滑分析的数学物理模型,推导出Reynolds方程和油膜厚度方程,运用有限差分法和编程对方程进行数值求解;然后分析了偏心率、定转子间隙、电机转速、速度系数以及油膜粘度等参数对电机润滑性能的影响;最后构建了实验样机和润滑油粘温实验平台,获取了粘度和测试温度与运转时间的关系。结果表明:在球坐标下所建立的润滑理论适用于多自由度永磁球面电机,而且在油膜厚度没有达到最小临界值时,增大偏心率、转速、速度系数和油膜粘度以及减小定转子间隙,能够有效提高油膜压力和承载能力。

摘要：用三维有限元方法计算一台电励磁爪极发电机和一台新型混合励磁爪极发电机漏磁系数。爪极结构的特殊性决定了爪极发电机磁场呈三维分布,需用三维数值方法计算。采用有限元商用软件包通过前处理、加载和后处理等程序,得到电励磁爪极发电机和混合励磁爪极发电机不同结构参数下的空载漏磁系数,并总结出不同结构参数下漏磁系数的变化规律,对于不同类型爪极发电机的结构设计、磁场分析以及参数优化设计等方面的研究提供一定的理论参考。

摘要：以永磁转子偏转式三自由度电动机的自转转矩和偏转转矩为优化目标,为了提高优化过程的效率,首先应用田口(Taguchi)算法筛选出对电动机转矩影响较大的结构参数,并有效简化优化过程,然后基于中心复合设计(CCD)的方法分别构造出样本点组,通过有限元实验构造出响应面数值模型方程,并分析得到响应面模型各因素间交互作用对响应值的影响。研究结果表明,该优化方法是高效可靠的,可通过建立的响应面函数对实验结果进行预测,并对结构参数进行有效优化。

摘要：针对永磁球形步进电动机,运用卡尔丹角旋转建立了转子固连坐标系下电动机转子动力学模型.结合对步进式结构球形电动机进行电流控制的思想,设计了基于输入-输出稳定性理论的控制方案.然后,对电动机负载影响转子各轴向转动惯量的情况设计了一种新的自适应控制方案,使得转子在负载状况下仍然可以作连续轨迹(CP)运动.最后,结合已得的转矩模型,利用广义逆计算16个定子线圈的通电电流,完成了控制方案的实现.

摘要：在永磁电机设计中,转子磁极形状对永磁电机的电磁性能产生较大的影响。该文提出两种凸形不等厚磁极的永磁电机,分别为凸半圆形和凸梯形。对这两种凸形不等厚磁极的永磁电机进行建模,采用精确的子域模型方法,通过边界条件求解每个子域中的拉普拉斯方程和准泊松方程,从而得到气隙磁场的解析式,并得到空载感应电动势、电磁转矩以及齿槽转矩等电磁性能参数的解析式。与永磁用量相同的传统表贴式永磁电机相比,结果表明:两种凸形不等厚磁极的永磁电机不仅空载感应电动势基波幅值较高,谐波含量较低,而且电磁转矩较大、齿槽转矩较小。此外,还分析了两种凸形不等厚永磁结构参数对永磁电机电磁性能的影响。最后,利用有限元法对解析模型的正确性进行了验证。

摘要：多自由度永磁同步电机含有球壳型转子,电机额定转速接近临界转速时,电机会产生多重共振,影响电机正常运行;电机转子转速需穿越1阶模态的临界转速,工作在1阶模态临界转速和2阶模态临界转速之间的安全范围。根据转子系统动力学特性,建立自由状态下的转子数学模型,对有限元法与解析法进行对比分析;分析了转子陀螺效应对临界转速的影响,并进行了转子轴承刚度对临界转速是否有影响的有限元验证;测试了不同转子轴承刚度情况下,弯曲模态与形变位移之间的关系;通过实验验证球形转子的转速与振幅之间的关系,总结出相应的规律,为该类电机的优化设计和控制提供了理论依据和数据。

摘要：为改善现有三自由度永磁电机的结构和转矩特性,提出一种混合驱动式永磁转子三自由度电机,以解决三自由度电机偏转转矩过小,不能实现带大负荷偏转的问题。并进一步优化电机的自转转矩特性,提高三自由度电机带大负荷起动的能力。在介绍该电机的基本结构和工作原理的基础上,分别采用解析法和有限元法对电机的磁场和转矩进行了建模分析,并进行两种方法的对比验证。所得结果表明,解析法和有限元法对电机的磁场和转矩的计算结果吻合,验证了解析法模型的有效性,验证了该电机良好的自转转矩与偏转转矩特性。为该类电机的进一步设计和优化提供了借鉴和参考。

摘要：介绍了一种新型永磁球形步进电动机的结构、工作原理,对电机的结构参数进行了深入分析。针对目前此类球形电机转矩计算的困难,基于麦克斯韦张量法推导并建立了有效的电机转矩计算模型,运用该方法对已知的电机模型进行分析,获得了典型的转矩特性。在此基础上对影响电机电磁转矩的主要结构参数进行了研究,并对典型的电机单步响应过程进行了仿真分析。通过合理设计电机的结构参数和电磁参数,可有效提高电机输出转矩,降低转动惯量,提高电机响应特性。所得结论为永磁球形步进电动机进一步的设计和优化提供了理论依据。