直线电机产生推力不稳定的原因以及改进方案
2022-07-18 14:18:25
徽硕实业
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推力波动直线电机实际应用中较为突出的问题。推力波动会引发振动、噪声,低速工况下容易诱发共振,劣化运行性能。扰动、摩擦、负载阻力变化、端部效应、电流谐波滞后、磁阻效应等,都是造成推力波动的主要诱因。因此,精准测试直线电机推力波动特性十分关键。

直线电机可将电能直接转换为直线运动机械能,不需要中间转换机构。输出推力是直线电机与旋转电机的核心区别,推力对于直线电机的重要性,等同于转矩对于旋转电机。
受电机原理、结构设计、加工制造、负载与外部扰动多重因素影响,直线电机不可避免会产生推力波动,推力波动可以直观反映电机运行平稳性,是直线电机检测的关键指标。下面介绍推力波动的测试方法。
1、传统推力波动测试方案
传统测试系统,一般采用滚珠丝杠拖动滑台,与被测直线电机同轴对接开展测试。
该方案会引入滚珠丝杠机构带来的机械扰动,测试结果容易和真实电机指标存在较大偏差。
2、新型推力波动测试方案
在同一副直线导轨上,采用两台同型号直线电机互为陪试负载,以此获取被测电机推力特性。
被测电机与陪试电机电气、机械性能一致,规避旋转电机带来的转矩波动;采用简易连接结构替代滚珠丝杠,提升力传递效率。通过控制策略,使两台电机推力波动相位对齐,分离得到被测电机本身的推力波动。
整套检测系统包含被测直线电机、陪试直线电机、驱动单元、位置速度检测装置、测力传感器、数据采集模块。通过连接机构调节两台电机相对位置,使输出推力呈现标准正弦波形。
陪试电机工作在速度环模式,带动被测电机完成行程运动;力传感器采集不同位置、速度下的推力数据,两台电机推力相互叠加。
对采集数据做解析运算,即可得到推力平均值以及推力波动百分比。