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新型平动式啮合电机的运行原理和静态转矩 被引量：14
1
作者 徐强 廖启征 +1 位作者 魏世民 黄昔光 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期10-14,19,共6页
针对机器人系统对驱动电机的启动性能和空间适应性的要求,提出了一种新型的平动式啮合电动机,通过定转子间磁阻的变化将电能转化为机械能,在孔销结构的约束下使转子绕定子作圆周平动,进而可直接由转子带动摆线机构,利用摆线机构的减速... 针对机器人系统对驱动电机的启动性能和空间适应性的要求,提出了一种新型的平动式啮合电动机,通过定转子间磁阻的变化将电能转化为机械能,在孔销结构的约束下使转子绕定子作圆周平动,进而可直接由转子带动摆线机构,利用摆线机构的减速作用输出大扭矩的高集成度电动机。设计并加工了一台原理样机,采用有限元方法建立了样机二维磁场模型,对样机的磁场分布进行了分析。计算了不同转子位置处的磁链族,并依据磁共能方法求得样机的静态转矩值,其计算结果与实验结果相吻合。理论分析和实验结果均表明新电机具有结构紧凑,可带载启动并启动快速的特点。 展开更多
关键词 平动式啮合电动机 运行原理 有限元模型 静态转矩
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平动式啮合电机的非线性等效磁路模型 被引量：13
2
作者 徐强 廖启征 +1 位作者 魏世民 黄昔光 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期126-131,共6页
针对平动式啮合电机独特的运行原理和磁场分布,建立了适合对该电机运行性能进行分析的非线性等效磁路模型。该模型借用磁力线和等磁位线互换的方法,将磁力线分布不均匀的磁通管引入到模型中,在对电机磁场分布不均和磁路局部饱和现象进... 针对平动式啮合电机独特的运行原理和磁场分布,建立了适合对该电机运行性能进行分析的非线性等效磁路模型。该模型借用磁力线和等磁位线互换的方法,将磁力线分布不均匀的磁通管引入到模型中,在对电机磁场分布不均和磁路局部饱和现象进行有效处理的同时,减少了模型中磁通管单元的数量,使模型简化并兼顾了求解精确度。在该模型的基础上,推导了电机绕组满足的以绕组磁链为状态变量的微分方程,建立了电机稳态运行分析的数学模型。对样机单相导通状态下的稳态运行特性进行了仿真分析,其结果与非线性磁参数法所得结果相吻合,表明该模型可以作为平动式啮合电动机性能分析和优化设计的有效手段。 展开更多
关键词 平动式啮合电动机 等效磁路法 非线性模型 稳态特性 非线性磁参数法
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柔性平动式啮合电动机结构原理及静态转矩 被引量：9
3
作者 徐强 廖启征 +1 位作者 魏世民 黄昔光 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期288-292,共5页
设计了一种新型的集成柔性机构的平动式啮合电动机。该电动机通过4组山字和一字形铁心组成的定转子间磁阻的变化,将电能转化为机械能。在柔性机构的支撑和约束下,转子绕定子轴线做圆周平动,进而直接带动摆线机构通过柔性轴输出低速大扭... 设计了一种新型的集成柔性机构的平动式啮合电动机。该电动机通过4组山字和一字形铁心组成的定转子间磁阻的变化,将电能转化为机械能。在柔性机构的支撑和约束下,转子绕定子轴线做圆周平动,进而直接带动摆线机构通过柔性轴输出低速大扭矩,定子则相对机架浮动,以消除转子平动引发的偏心振动。采用解析方法求得样机电磁转矩,并结合柔性机构的静特性分析获得了样机的静态转矩。通过样机实验验证了解析方法的合理性,同时也证明了该电动机结构新颖合理,具有可带载启动和启动快速的特点。 展开更多
关键词 平动式啮合电动机 柔性机构 静刚度 静态转矩
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柔性平动式啮合电机动态分析与转矩控制 被引量：6
4
作者 李瑞华 魏世民 +1 位作者 廖启征 倪振松 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期408-413,418,共7页
介绍了一种柔性机构平动式啮合电机结构和运行原理,该电机利用4组磁极间的磁场力驱动转子在柔性机构约束下绕定子轴线做圆周平动,进而直接带动摆线机构输出低速大扭矩。针对该电机特点,依据磁共能原理,采用动态分析方法建立了电机的磁... 介绍了一种柔性机构平动式啮合电机结构和运行原理,该电机利用4组磁极间的磁场力驱动转子在柔性机构约束下绕定子轴线做圆周平动,进而直接带动摆线机构输出低速大扭矩。针对该电机特点,依据磁共能原理,采用动态分析方法建立了电机的磁场和转矩特性模型,分别运用解析方法和有限元方法计算了电机的电感特性;结合直接转矩控制原理推导出了柔性平动式啮合电机的转矩控制算法。设计了物理样机和控制系统,通过仿真和物理样机实验证明了直接转矩控制较开关控制方法降低了电机的振动,控制转速波动在10%以内。理论分析和实验结果均表明该转矩控制方法具有较高的可行性和实用性。 展开更多
关键词 平动式啮合电动机 柔性机构 有限元方法 动态分析 转矩控制
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基于等效磁路法的平动式啮合电动机静态转矩求解 被引量：3
5
作者 徐强 廖启征 +1 位作者 魏世民 黄昔光 《北京化工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期76-81,共6页
阐述了平动式啮合电动机的结构和工作原理并采用等效磁路法建立了平动式啮合电动机的准线性分析模型。通过分析电机二维磁场分布和考虑电机特殊的电磁结构,提出了用三种磁通管单元来近似磁场分布,并借用磁力线和等磁位线互换的方法,将... 阐述了平动式啮合电动机的结构和工作原理并采用等效磁路法建立了平动式啮合电动机的准线性分析模型。通过分析电机二维磁场分布和考虑电机特殊的电磁结构,提出了用三种磁通管单元来近似磁场分布,并借用磁力线和等磁位线互换的方法,将磁力线分布不均匀的磁通管引入到分析模型中,有效的处理了平动式啮合电动机中的磁场分布不均匀和磁路局部饱和,使分析模型得到简化并兼顾了求解精度。其静态转矩计算结果与有限元结果相吻合,验证了分析模型的合理性和准确性,表明该模型可以作为平动式啮合电动机结构优化设计的有效分析手段。 展开更多
关键词 平动式啮合电动机 等效磁路法 准线性模型 磁通管 静态转矩
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平动式啮合电动机优化设计方法 被引量：1
6
作者 李瑞华 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期65-70,共6页
针对平动式啮合电动机在结构设计上缺乏理论指导,物理样机性能低下的问题,利用等效磁路法和能量关系,提出了基于电动机效率与磁极结构参数的优化设计方法。在给定磁极几何参数、功率与转速条件情况下进行了算例优化计算分析,并将优化计... 针对平动式啮合电动机在结构设计上缺乏理论指导,物理样机性能低下的问题,利用等效磁路法和能量关系,提出了基于电动机效率与磁极结构参数的优化设计方法。在给定磁极几何参数、功率与转速条件情况下进行了算例优化计算分析,并将优化计算结果应用在新型平动式啮合电动机结构参数设计与制作中。物理样机试验结果表明:忽略机械传动机构损耗后测得的样机最大效率与理论设计结果较为接近,且经过参数优化的平动式啮合电动机与未经优化设计的平动电动机相比,在效率、转矩及转矩重量比上有较大提升,尤其在功率密度上增加了15～20倍,试验结果表明了该优化设计算法的有效性。 展开更多
关键词 平动式啮合电动机 优化设计 等效磁路法 结构参数 效率 功率密度
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平动式啮合电动机的位置反馈控制系统 被引量：1
7
作者 李瑞华 《微特电机》 北大核心 2013年第6期64-67,共4页
针对平动式啮合电机的特殊磁极结构与控制方式,提出了一种闭环控制系统。设计了由FPGA控制器与驱动电路组成的驱动控制器,开发了平动转子位置反馈装置及电流检测电路。根据平动式啮合电动机的转矩形成原理,提出了基于转子位置检测的控... 针对平动式啮合电机的特殊磁极结构与控制方式,提出了一种闭环控制系统。设计了由FPGA控制器与驱动电路组成的驱动控制器,开发了平动转子位置反馈装置及电流检测电路。根据平动式啮合电动机的转矩形成原理,提出了基于转子位置检测的控制方法与算法程序,并进行了样机实验。实验结果表明了该控制系统能够有效降低平动式啮合电机的转速波动与转矩脉动,并克服了电机运动过程的失步现象。 展开更多
关键词 平动式啮合电动机 控制器 位置反馈 转矩脉动
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平动式啮合电机联合仿真研究
8
作者 李瑞华 《微特电机》 北大核心 2012年第6期22-26,共5页
平动式啮合电机的机械结构复杂、气隙变化大、磁场非线性,采用等效磁路和静力学分析方法建立的模型精度较低。针对该问题,提出了一种联合仿真方法,将有限元软件Ansoft Maxwell计算获得的电机磁场特性参数传递给MSC Adams建立的电机机械... 平动式啮合电机的机械结构复杂、气隙变化大、磁场非线性,采用等效磁路和静力学分析方法建立的模型精度较低。针对该问题,提出了一种联合仿真方法,将有限元软件Ansoft Maxwell计算获得的电机磁场特性参数传递给MSC Adams建立的电机机械系统模型,利用MATLAB搭建控制系统并实现平动式啮合电机系统的动态仿真。仿真结果与物理样机试验结果较为接近,证明了提出的联合仿真方法具有较高的精确度,能够作为平动式啮合电机的分析模型。 展开更多
关键词 平动式啮合电动机 联合仿真 动态仿真 分析模型
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基于S3C2440的平动电机控制方法研究
9
作者 吴坤 魏世民 倪振松 《仪表技术》 2009年第12期11-13,共3页
设计一种新型的平动式啮合电动机。该电机通过四组"E"字和"|"字形铁心组成的定转子间磁阻的变化,将电能转化为机械能。提出了电压的正弦PWM控制方法,证明了该电机结构新颖合理,具有可带载启动、启动快速的特点。
关键词 平动式啮合电动机 柔性机构 静刚度 静态转矩 PWM
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