电磁直线执行器性能试验台架设计+工程图(2)
时间:2018-07-29 14:17 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
1 绪论 1.1 课题背景及意义 直线电机出现在第二十世纪下半叶电工领域，是具有新原理、新理论、新技术以及远大发展前景的设备，是近年来国内外积极研究发展的新型电机之一。直线电机可以认为是旋转电机在结构方面的一种演变，而且在产生直线运动上有效率高、推力控制好和结构紧凑的优点[1]。 电磁直线执行器属于直线电机的其中一类，它能直接将电能转换成机械能进行直线运动，而不需像旋转电机添加中间转换机构的传动装置，可以实现精确和高响应的运动控制，具有广阔的应用前景。电磁直线执行器按照其工作原理不同，通常可以分为直线感应执行器、直线同步执行器、直线直流执行器和其他特殊直线执行器（如直线压电执行器和电磁铁）。与其他形式的电磁直线执行器相比，直线直流执行器从行程、功率密度、功耗、和可控制性等方面综合性能较好[2]。 本次设计主要研究的是一种具有高功率密度的动圈式电磁直线直流执行器[3]。其结构特征在于采用的是圆筒型，横向不断开，磁场沿圆周方向均匀分布，有利于功率密度的提高，该电机较常规直线电机功率密度可提高50%以上，同时具有较好的控制特性。直线直流电机的缺点是在长行程结构系统中，需要用到引流用的电刷，如果工作行程太长，有时会有接触火花干扰电子设备。故而该电磁直线执行器采用无刷结构，主要应用在要求直线电机体积和质量很小，同时又要求推力大和精确度高的场合，例如机器人、电液比例控制等领域，将可得到广泛应用。 设计合适的静、动态性能测试方案，可以为电磁直线执行器的设计提供更好的试验数据，有利于更好地在其他平台上应用电磁执行器。 1.2 国内研究现状 1.3 课题研究的内容 直线电机的测试大多都是针对特定种类的电机设计测试平台，不像旋转电机已经有了成熟的测试产品可以测试多种电机。本文研究的是一种高功率密度的动圈式电磁直线执行器，为了获取其基本性能参数，需要按照其工作特点设计其静、动态性能测试方案，根据精度要求选择合适的传感器，并且通过方案论证确定合理的加载方式，最后设计出相应尺寸的试验台架。 主要有以下工作任务： 1. 按照其工作特点设计其静、动态性能测试方案，传感器的精度要求：位移： 0.01mm，动态响应在1KHz以上； 2. 设计相应尺寸的试验台架，给出三文模型和主要零部件的工程图。 3. 通过理论计算对主要零部件进行强度校核。 本文各章内容安排如下： 第1章为绪论，讲述了电磁直线执行器性能试验台架设计这个课题的背景以及意义，并且对该课题的国内外研究现状进行综述，最后提出本文的主要研究内容和工作任务等等。 第2章主要讲述了静态台架的设计思路，首先对电磁直线执行器的静态性能进行分析，并提出了台架设计中需要解决的三个主要问题，最后提出相应的方案。 第3章主要讲述了动态台架的设计思路，提出了四个主要问题，并针对其中的加载方式提出了四个不同的解决方案进行论证分析。 第4章主要介绍了静、动态试验台架的主要零部件的结构以及尺寸大小，并对其中较为脆弱的连接杆进行强度校核。 最后得出关于电磁直线执行器性能试验台架设计的结论，分析本文设计的优缺点。 2 静态试验台架的设计思路 2.1概述 本章主要论述电磁直线执行器静态试验台架的设计思路，再按照思路整理具体的方案、零部件和元器件的选择，并进行简单的介绍。 (责任编辑：qin) |