径向驱动式啮合电机建模与仿真研究 被引量：6

1

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 2010年第4期14-19,共6页

针对一种改进的径向驱动式啮合电机结构,采用有限元方法分析了磁场特性,依据有限元计算结果建立电机的非线性分析模型,将模型与控制协同对径向驱动式啮合电机的动态特性进行仿真分析。研制与仿真模型结构参数完全相同的物理样机,采用不... 针对一种改进的径向驱动式啮合电机结构,采用有限元方法分析了磁场特性,依据有限元计算结果建立电机的非线性分析模型,将模型与控制协同对径向驱动式啮合电机的动态特性进行仿真分析。研制与仿真模型结构参数完全相同的物理样机,采用不同的控制方式和负载转矩对样机进行加载实验。结果显示:实测负载转矩与仿真分析得到的负载转矩较为接近,从而验证了有限元仿真模型的准确性和有效性;在开环控制时,细分磁极换相控制节拍,并且调整绕组电压能够有效增大输出转矩和减小脉动。 展开更多

关键词 啮合电机 非线性分析模型 有限元方法 磁场特性 动态分析

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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

2

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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平动式啮合电动机优化设计方法 被引量：1

3

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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一种啮合式电机结构设计与转矩分析 被引量：2

4

作者 丁瑞华 师路欢 《微电机》 北大核心 2010年第6期9-12,共4页

针对机器人等对驱动设备有空间限制的应用场合,提出了一种三相齿轮啮合式电动机结构。分析了电机的运行原理和磁场特性,给出了控制方式;推导了转矩计算方法。为提高分析精确性,采用Ansoft Maxwell有限元磁场分析软件计算了电机转子在不... 针对机器人等对驱动设备有空间限制的应用场合,提出了一种三相齿轮啮合式电动机结构。分析了电机的运行原理和磁场特性,给出了控制方式;推导了转矩计算方法。为提高分析精确性,采用Ansoft Maxwell有限元磁场分析软件计算了电机转子在不同工作区域的静态转矩。计算结果表明该电机具有低转速、大扭矩特点。该电机集成了减速机构,缩短了传动链,结构紧凑,有着较好的应用前景。 展开更多

关键词 啮合式电动机 减速机构 静态转矩 有限元

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径向驱动式啮合电机恒转矩控制研究

5

作者 李瑞华 《微电机》 2017年第3期14-18,共5页

针对平动式啮合电机的变气隙磁场、磁通密度深度饱和,简单的换相控制方法具有转矩脉动大、振动强的问题。根据输出转矩与磁场力及电流之间关系,推导出输出转矩与电感、绕组电压的关系模型。该模型利用有限元计算获得的磁链、电流与气隙... 针对平动式啮合电机的变气隙磁场、磁通密度深度饱和,简单的换相控制方法具有转矩脉动大、振动强的问题。根据输出转矩与磁场力及电流之间关系,推导出输出转矩与电感、绕组电压的关系模型。该模型利用有限元计算获得的磁链、电流与气隙数据推导电感的插值多项式,通过电感计算结果计算绕组电压,从而实现对输出转矩的精确控制。用所建立的模型对样机进行加载试验,结果表明,采用提出的恒接转矩控制方法可有效减小啮合电机的振动,获得较为恒定的输出转矩和加速度。 展开更多

关键词 平动式 啮合电动机 有限元方法 磁链 恒转矩控制

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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

6

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

7

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

8

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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径向驱动式啮合电机结构设计与静态转矩分析 被引量：6

9

作者 李瑞华 魏世民 +1 位作者 廖启征 倪振松 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期297-302,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，设计了一种径向驱动式啮合电机结构。该电机利用3个定子和1个转子问磁阻的变化将电能转化为机械能，驱动转子在十字滑块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... 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，设计了一种径向驱动式啮合电机结构。该电机利用3个定子和1个转子问磁阻的变化将电能转化为机械能，驱动转子在十字滑块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。设计制作了一台物理样机，给出了该电机的控制方法，运用有限元方法分析了在不同转子位置角的磁链特性，并依据磁共能原理，计算了电机的静态转矩。理论分析和样机试验结果较为吻合，证明该径向平动式啮合电机具有较大的输出转矩，并且结构紧凑粹制方法简单． 展开更多

关键词 径向驱动式啮合电动机 摆线机构 有限元方法 磁链特性 静态转矩

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双转子平动式啮合电动机设计与转矩分析 被引量：5

10

作者 李瑞华 丁瑞华 王峰 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第23期167-173,共7页

提出一种新型的四相双转子平动式啮合电动机,该电动机的每个磁极由一个定子和内、外转子构成。4个磁极的内转子固连在一起构成一个4极内平动转子,外转子固连在一起构成一个4极外平动转子。控制磁极的工作顺序,可以驱动内、外平动转子在... 提出一种新型的四相双转子平动式啮合电动机,该电动机的每个磁极由一个定子和内、外转子构成。4个磁极的内转子固连在一起构成一个4极内平动转子,外转子固连在一起构成一个4极外平动转子。控制磁极的工作顺序,可以驱动内、外平动转子在4个偏心轴约束下作方向相反且同步的公转运动,并带动两个内齿圈与外齿轮啮合输出低速大扭矩运动,该结构相互抵消了惯性力,增大了输出转矩。设计制作物理样机,运用有限元法分析在不同转子位置角的磁链特性。依据磁共能原理,计算电动机的静态转矩。通过样机试验获得电动机的转速、转矩特性。与传统的电动机和减速器组成的驱动装置相比较,双转子平动式啮合电动机具有起动快、效率高、输出转矩大的特点,是一种可行的平动电动机结构。 展开更多

关键词 双转子 啮合电动机 有限元法 磁链特性 静态转矩

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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

11

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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基于RS232接口的电机状态上位机监控界面设计 被引量：2

12

作者 吴琦 廖启征 魏世民 《机电产品开发与创新》 2009年第6期129-130,133,共3页

针对平动啮合电动机,提出了基于Visual C++6.0的编程平台,实现计算机对这种新型电机的监控界面设计。并通过实验验证了本监控界面具有监视和控制电机状态的功能。

关键词 平动啮合电动机 监控界面

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平动式啮合电机渐开线齿廓设计方法研究 被引量：1

13

作者 李瑞华 丁瑞华 《微电机》 北大核心 2012年第6期10-13,共4页

针对于平动式电机啮合机构的传动比大、中心距小、易干涉特点,提出平动式啮合电机渐开线齿轮设计方法。根据给定的模数、齿数、压力角和变位系数计算得到的齿形参数代入干涉条件和重合度条件等式进行试算,找到能够满足条件的变位系数和... 针对于平动式电机啮合机构的传动比大、中心距小、易干涉特点,提出平动式啮合电机渐开线齿轮设计方法。根据给定的模数、齿数、压力角和变位系数计算得到的齿形参数代入干涉条件和重合度条件等式进行试算,找到能够满足条件的变位系数和中心距并计算出所有结构参数。利用提出的方法进行算例分析,设计制作一套渐开线内啮合齿轮,在新型平动式啮合电机上成功运行,获得较高的效率,证明设计方法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 平动式啮合电机 渐开线 重合度 变位系数

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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

14

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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基于S3C2440的平动电机控制方法研究

15

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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平动式啮合电机联合仿真研究

16

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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双三相啮合式电机设计与仿真分析

17

作者 丁瑞华 《微电机》 北大核心 2014年第1期86-90,共5页

针对平动式啮合电机振动大、效率低问题,设计了一种新型双三相啮合式电机。提出了一种基于有限元磁场计算结果的动态分析方法建立了该电机的非线性磁场与动力学模型。使用Ansoft Maxwell软件计算电机的磁链与电磁力,并将计算结果传递给M... 针对平动式啮合电机振动大、效率低问题,设计了一种新型双三相啮合式电机。提出了一种基于有限元磁场计算结果的动态分析方法建立了该电机的非线性磁场与动力学模型。使用Ansoft Maxwell软件计算电机的磁链与电磁力,并将计算结果传递给Matlab中建立的机械与控制系统中,将机械、磁场及控制系统进行统一的动态仿真分析。制作了物理样机,并进行了加载试验,试验结果与仿真结果较为接近,证明了该模型的有效性。 展开更多

关键词 双三相啮合式电机 有限元 动力学模型 磁链 仿真分析

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外啮合齿轮马达齿廓测试方法研究 被引量：4

18

作者 田昊 李树威 +2 位作者 侯交义 宁大勇 张增猛 《液压与气动》 北大核心 2019年第1期37-41,共5页

外啮合齿轮马达工作时产生的压力流量脉动是马达工作噪声的主要来源,而研究马达降噪的一个方法是利用齿轮马达模型分析优化齿廓曲线与齿轮啮合容积的动态关系。目前研究中的模型一般采用标准的渐开线或摆线进行仿真,而未体现齿廓曲线由... 外啮合齿轮马达工作时产生的压力流量脉动是马达工作噪声的主要来源,而研究马达降噪的一个方法是利用齿轮马达模型分析优化齿廓曲线与齿轮啮合容积的动态关系。目前研究中的模型一般采用标准的渐开线或摆线进行仿真,而未体现齿廓曲线由于变位和加工误差对齿轮啮合容积的动态特性的影响。提出一种采用激光位移传感器对外啮合齿轮马达齿廓进行非接触测量的方法,搭建了齿形测试装置并采用MATLAB/C语言建立实际齿廓曲线,从而得到轮齿的齿形信息。试验结果对比了实际与理论马达齿轮齿廓,实现了齿廓测量,并提出改进齿轮马达非接触测量精度的方法。 展开更多

关键词 外啮合齿轮马达 齿廓齿形 压力脉动

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