[實(shí)用新型]一種基于永磁同步直線電機(jī)的粘彈阻尼結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720202648.6
• 申請(qǐng)日: 2017-03-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206506431U
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何中燕;趙吉文;董菲;王立俊;宋俊材
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽大學(xué)
• 主分類號(hào): H02K41/03
• 分類號(hào): H02K41/03;H02K7/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司34101
• 代理人: 陸麗莉,何梅生

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及永磁同步直線電機(jī)領(lǐng)域，具體是采用粘彈阻尼抑制永磁同步直線電機(jī)推力波動(dòng)的結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

永磁同步直線電機(jī)(permanent magnet synchronous linear motor)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、大推力、損耗低、定位精度高等優(yōu)點(diǎn)，在少切削力精密數(shù)控機(jī)床中得到了廣泛的應(yīng)用。但是，由于PMSLM定子開(kāi)斷產(chǎn)生的端部效應(yīng)以及諧波分量的存在，使得PMSLM存在推力波動(dòng)大的缺點(diǎn)，在要求高精密的機(jī)床加工時(shí)，推力波動(dòng)導(dǎo)致工件表面劃痕，尺寸不合要求等加工質(zhì)量問(wèn)題，另外還會(huì)造成振動(dòng)和機(jī)器噪聲，影響定位精度。

目前國(guó)內(nèi)外的學(xué)者普遍從兩個(gè)角度來(lái)抑制推力波動(dòng)：空間諧波和時(shí)間諧波。其中空間諧波是指改變和優(yōu)化電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如采用斜極，分?jǐn)?shù)槽，改變永磁體排列方式和充磁方式等方法來(lái)抑制推力波動(dòng)；時(shí)間諧波是指采用控制策略使得輸入的三相電更加接近正弦，如根據(jù)建立的推力波動(dòng)與電機(jī)速度、位置的數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)前饋補(bǔ)償器，在不同運(yùn)動(dòng)速度下補(bǔ)償推力波動(dòng)。上述兩種方法都存在著各自的弊端：斜極，分?jǐn)?shù)槽主要通過(guò)降低齒槽效應(yīng)來(lái)降低推力波動(dòng)，其抑制無(wú)鐵芯的PMSLM效果不明顯，改變永磁體排列方式主要通過(guò)極弧系數(shù)的選擇來(lái)確定最優(yōu)排列，可以降低諧波系數(shù)，但是造成次極利用率降低，改變充磁方式是為了使得磁通密度接近正弦，但是由于充磁技術(shù)的原因，存在技術(shù)難題；而通過(guò)前饋補(bǔ)償只能抑制逆變器死區(qū)時(shí)間所引起的5次和7次諧波電流，其他原因產(chǎn)生的諧波電流抑制不明顯。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中PMLSM推力波動(dòng)大的缺陷，提供一種基于永磁同步直線電機(jī)的粘彈阻尼結(jié)構(gòu)，以期能降低永磁同步直線電機(jī)的推力波動(dòng)，從而能提高永磁同步直線電機(jī)的定位精度，使得永磁同步直線電機(jī)在精密加工技術(shù)中得到更加廣泛的應(yīng)用。

本實(shí)用新型為解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案：

本實(shí)用新型一種基于永磁同步直線電機(jī)的粘彈阻尼結(jié)構(gòu)，所述永磁同步直線電機(jī)包括：背鐵、導(dǎo)軌和動(dòng)子；其特點(diǎn)是，在所述永磁同步直線電機(jī)的背鐵上設(shè)置有粘彈阻尼條；在所述動(dòng)子上，并與所述粘彈阻尼條相對(duì)應(yīng)的位置上設(shè)置有標(biāo)有刻度的阻尼調(diào)節(jié)螺栓；在所述阻尼調(diào)節(jié)螺栓的螺桿底部設(shè)置有接觸面積為A_s′的壓塊；

以所述壓塊作用在所述粘彈阻尼條上所產(chǎn)生的壓緊力形成對(duì)所述動(dòng)子在所述導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的推力波動(dòng)的抑制結(jié)構(gòu)。

與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有益效果體現(xiàn)在：

1、本實(shí)用新型結(jié)合所述永磁同步直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)設(shè)計(jì)了粘彈阻尼器來(lái)抑制推力波動(dòng)，利用粘彈阻尼器產(chǎn)生的粘彈阻尼力抑制電機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的推力波動(dòng)，無(wú)需改動(dòng)電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，解決了改變電機(jī)結(jié)構(gòu)帶來(lái)的加工難度大、電機(jī)空間使用不合理等技術(shù)問(wèn)題。

2、本實(shí)用新型采用粘彈阻尼力抑制永磁同步直線電機(jī)推力波動(dòng)的技術(shù)手段，從式(1)表征的永磁同步直線電機(jī)的推力表達(dá)式可以確定推力波動(dòng)的主要頻率，而永磁同步直線電機(jī)的推力作為粘彈阻尼器的激勵(lì)，則在推力激勵(lì)下的粘彈阻尼力與永磁同步直線電機(jī)推力的方向相反頻率相同，兩者相加后可降低相應(yīng)波動(dòng)頻率段的幅值，達(dá)到抑制推力波動(dòng)的目的。

3、本實(shí)用新型粘彈阻尼器的阻尼調(diào)節(jié)螺栓上標(biāo)有刻度，根據(jù)步驟4得出的粘彈阻尼條工作時(shí)的厚度h″，具體實(shí)施時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)螺栓可以準(zhǔn)確將厚度設(shè)置為h″，使抑制推力波動(dòng)的效果更加精確有效。

4、本實(shí)用新型根據(jù)粘彈阻尼的減振緩沖的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)應(yīng)用于抑制永磁同步直線電機(jī)推力波動(dòng)的粘彈阻尼器，不但可以有效的降低推力波動(dòng)，而且與現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)空間諧波和時(shí)間諧波角度抑制推力波動(dòng)相比，本實(shí)用新型更提供了一種從外部安裝機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)抑制推力波動(dòng)的新思想。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型中粘彈阻尼系統(tǒng)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型中粘彈阻尼器截面示意圖；

圖3為現(xiàn)有技術(shù)中PMSLM層分析模型示意圖；

圖4為本實(shí)用新型中PMSLM推力曲線圖；

圖中標(biāo)號(hào)：1為粘彈阻尼條；2為阻尼調(diào)節(jié)螺栓；3為背鐵；4為導(dǎo)軌；5為動(dòng)子；6為永磁同步直線電機(jī)；V為動(dòng)子5的運(yùn)動(dòng)方向；7為壓塊。

具體實(shí)施方式