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航空两级式起动/发电机稳压发电控制系统建模与仿真
1
作者 韩天禹 孙祥伟 +2 位作者 宋燕随 吴江凡 张成昊 《微特电机》 2026年第2期60-67,75,共9页
为了提高传统航空三级式起动/发电机发电控制系统的功率密度,本文提出了一种新型航空两级式起动/发电机稳压发电控制系统。阐述了系统的拓扑结构和工作原理,推导出了功率等级为75 kVA主电机与励磁机在d、q坐标系下的数学模型。根据稳压... 为了提高传统航空三级式起动/发电机发电控制系统的功率密度,本文提出了一种新型航空两级式起动/发电机稳压发电控制系统。阐述了系统的拓扑结构和工作原理,推导出了功率等级为75 kVA主电机与励磁机在d、q坐标系下的数学模型。根据稳压发电控制策略,结合直流侧并联自复励励磁系统的思想,搭建了稳压发电控制系统电压-电流双闭环比例积分微分仿真模型。进行了仿真分析,分析结果表明,两级式起动/发电机在负载突变时,自动切换为合适的励磁模式,实现轻载和重载工况下的稳压运行。 展开更多
关键词 两级式起动/发电机 稳压发电控制 自励式系统 直流侧并联自复励
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小容量风电实验台的刚度参数辨识及其柔性轴匹配模拟方法
2
作者 林禹贤 贾锋 +2 位作者 王晓东 周全 符杨 《微特电机》 2026年第1期86-91,共6页
小容量风电实验台作为风电并网研究的关键装置被广泛应用,但现有小功率对拖实验台并未对实际MW级风机轴系的主导扭转模态进行充分考虑,不能准确还原轴系动态对机组和电网的影响。为提高实验台模拟精度,本文提出一种基于模型参考自适应... 小容量风电实验台作为风电并网研究的关键装置被广泛应用,但现有小功率对拖实验台并未对实际MW级风机轴系的主导扭转模态进行充分考虑,不能准确还原轴系动态对机组和电网的影响。为提高实验台模拟精度,本文提出一种基于模型参考自适应系统的实验台传动轴等效刚度辨识方法,在此基础上,基于大功率风力机参数缩比后的理想小功率实验台轴系模型与实际实验台轴系模型的差异性,提出一种考虑传动轴参数偏差影响和转动惯量偏差影响的风电实验台拖动电机转速控制策略。通过Simulink仿真验证了本文控制方法的有效性和正确性,仿真表明,其能够准确还原实际机组扭转动态。 展开更多
关键词 风电实验台 柔性主轴 拖动电机 参数辨识
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空气悬浮离心风机用电机的设计与试验
3
作者 姚嘉益 周文成 牛凯伦 《机电设备》 2026年第1期32-36,共5页
高速永磁同步电机和空气箔片轴承等核心零部件及整机的集成一直是空气悬浮离心风机发展的制约因素,为促进空气悬浮离心风机的发展,对75 k W级空气悬浮离心风机用电机开展设计与试验研究工作。样机的试验结果表明,开发的空气悬浮离心风... 高速永磁同步电机和空气箔片轴承等核心零部件及整机的集成一直是空气悬浮离心风机发展的制约因素,为促进空气悬浮离心风机的发展,对75 k W级空气悬浮离心风机用电机开展设计与试验研究工作。样机的试验结果表明,开发的空气悬浮离心风机已达到同类型机组先进水平,可为后续同类机组量产和更高功率机组的开发提供借鉴。 展开更多
关键词 电机设计 空气悬浮离心风机 气体轴承
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动能耦合式超声波电主轴电机的研究
4
作者 钱程 钱翰琪 张熹彦 《微电机》 2026年第1期64-68,共5页
针对传统超声波电主轴需外置驱动源,存在结构复杂、可靠性低等问题。本文提出一种无外置驱动源的动能耦合式超声波电主轴,利用电机转子旋转动能感应发电,直接为超声波换能器供电。通过“振动采样-智能PID调节-转速控制”的谐振点自动跟... 针对传统超声波电主轴需外置驱动源,存在结构复杂、可靠性低等问题。本文提出一种无外置驱动源的动能耦合式超声波电主轴,利用电机转子旋转动能感应发电,直接为超声波换能器供电。通过“振动采样-智能PID调节-转速控制”的谐振点自动跟踪机制,实时匹配超声波换能器谐振频率,确保不同工况下均处于最佳加工状态。试验验证表明,该电主轴加工口腔种植体时,表面粗糙度Ra值从1.6μm降至0.8μm。 展开更多
关键词 电主轴电机 超声波电主轴 动能耦合
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神奇的超声电机助力“神启号”SAR卫星成功发射 被引量：1
5
作者 杨淋 杨模尖 +1 位作者 赵荣城 赵淳生 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第1期I0001-I0006,共6页
“神启号”(C波段)SAR卫星由天仪研究院与张掖星座空间科技有限公司合作研制,于2024年9月24日成功发射。神奇的超声电机以其超高性能,确保了卫星太阳翼的精确展开,其控制精度达到5角秒。本次发射的“神启号”卫星应用了南京航达超控科... “神启号”(C波段)SAR卫星由天仪研究院与张掖星座空间科技有限公司合作研制,于2024年9月24日成功发射。神奇的超声电机以其超高性能,确保了卫星太阳翼的精确展开,其控制精度达到5角秒。本次发射的“神启号”卫星应用了南京航达超控科技有限公司(以下简称“超控公司”)所研发的起声电机,为什么称为神奇?本文以“神启号”发射成功的喜讯为由头,简要地叙述了超声电机的原理、结构和特性,以及超声电机在南航的研究与创新、产品的研发、在航空航天领域的推广应用情况。 展开更多
关键词 超声电机 高精度 航空航天 “四超一特”超声电机
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基于传递矩阵法的永磁涡流联轴器不平衡响应分析
6
作者 王坚 徐成熙 《机械传动》 北大核心 2025年第5期88-92,116,共6页
【目的】针对永磁涡流联轴器的不平衡振动特性进行分析研究,提出一种基于Riccati传递矩阵法的永磁涡流联轴器动力学集总分析模型。【方法】对预设多个不平衡量的联轴器转子进行计算分析,探究其在不同的不平衡量分布下表现出的振动特性;... 【目的】针对永磁涡流联轴器的不平衡振动特性进行分析研究,提出一种基于Riccati传递矩阵法的永磁涡流联轴器动力学集总分析模型。【方法】对预设多个不平衡量的联轴器转子进行计算分析,探究其在不同的不平衡量分布下表现出的振动特性;利用三维有限元分析方法对永磁涡流联轴器在预设不平衡量下的振动特征进行仿真分析,并与传递矩阵法的计算结果进行了对比。【结果】结果表明,在转速范围内,相较于不平衡量作用于观测点异侧转子的情况,不平衡量作用于观测点同侧的转子时产生的不平衡振动较大。 展开更多
关键词 永磁涡流联轴器 不平衡量分析 传递矩阵法
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神奇的超声电机助力“神启号”SAR卫星成功发射
7
作者 杨淋 杨模尖 +1 位作者 赵荣城 赵淳生 《中国设备工程》 2025年第S1期1-5,共5页
“神启号”(C波段)SAR卫星由天仪研究院与张掖星座空间科技有限公司合作研制,于2024年9月24日成功发射。神奇的超声电机以其超高性能确保了卫星太阳翼的精确展开,其控制精度达到5角秒。本次发射的“神启号”卫星应用了南京航达超控科技... “神启号”(C波段)SAR卫星由天仪研究院与张掖星座空间科技有限公司合作研制,于2024年9月24日成功发射。神奇的超声电机以其超高性能确保了卫星太阳翼的精确展开,其控制精度达到5角秒。本次发射的“神启号”卫星应用了南京航达超控科技有限公司(以下简称超控公司)所研发的超声电机,为什么称为神奇?本文以“神启号”发射成功的喜讯为由头,简要地叙述了超声电机的原理、结构和特性,以及超声电机在南航的研究与创新、产品的研发、在航空航天领域的推广应用情况。 展开更多
关键词 超声电机 高精度 航空航天 四超一特超声电机
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基于LSTM和增量式PID地铁车门控制系统研究
8
作者 李熙 张宇 +1 位作者 徐金薇 刘广华 《微特电机》 2025年第3期56-59,65,共5页
为提高地铁车门控制的可靠性和安全性,提出一种基于LSTM和增量式PID算法的地铁车门控制系统,采用多功能车辆总线搭建地铁车门中央控制系统,采用列车通信网络搭建门控单元,采用增量式PID算法对车门电机进行控制,采用基于长短期记忆神经... 为提高地铁车门控制的可靠性和安全性,提出一种基于LSTM和增量式PID算法的地铁车门控制系统,采用多功能车辆总线搭建地铁车门中央控制系统,采用列车通信网络搭建门控单元,采用增量式PID算法对车门电机进行控制,采用基于长短期记忆神经网络进行车门防夹识别避障。结果表明,增量式PID算法对电机速度的控制精度为98.36%,高于传统的模糊控制;对比传统的纹波法、速度比较法、电流法,基于LSTM的车门防夹避障的防夹力最小;在10次开关门实验中,开关门的成功率最高,且开关门时间控制在2.2~2.4 s内,所用时间较短。该方法可满足地铁车门的控制要求,具有较高的安全性和可靠性。 展开更多
关键词 多功能车辆总线控制器 车门控制 增量式PID控制 长短期记忆网络 车门防夹
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鼓风机用高速磁悬浮电机设计与结构分析 被引量：1
9
作者 李鸿鑫 王大朋 《微特电机》 2025年第2期14-19,共6页
根据某型号鼓风机的相关指标,设计了一台三段式实心转子结构的高速磁悬浮电机。确定了电机的转子结构,对电机进行了电磁设计和磁悬浮轴承参数设计,通过有限元分析验证了电磁方案的性能。对使用高温合金护套的转子进行了应力分析,考察其... 根据某型号鼓风机的相关指标,设计了一台三段式实心转子结构的高速磁悬浮电机。确定了电机的转子结构,对电机进行了电磁设计和磁悬浮轴承参数设计,通过有限元分析验证了电磁方案的性能。对使用高温合金护套的转子进行了应力分析,考察其应力在不同转速和温升条件下的变化,并校核了转子的强度。通过模态仿真分析了转子结构的固有频率和临界转速,从而证明了电机设计的合理性。研究结果为高速磁悬浮电机的设计和应用提供了理论参考。 展开更多
关键词 高速磁悬浮电机 主动磁悬浮轴承 强度分析 临界转速
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初级分裂式永磁直线电机的多目标优化 被引量：1
10
作者 徐振宇 程洪 +2 位作者 苏金泽 李春雨 程远雄 《微特电机》 2025年第2期7-13,19,共8页
提出了一种初级分裂式永磁直线直驱运动单元结构,其电机运用磁调制原理,可以增大电机推力密度,其永磁体与电枢为整体结构且两者分区布置,能够降低永磁体用量并提供更好的散热条件,适合长行程应用。研究了提升电磁推力的电磁结构设计方法... 提出了一种初级分裂式永磁直线直驱运动单元结构,其电机运用磁调制原理,可以增大电机推力密度,其永磁体与电枢为整体结构且两者分区布置,能够降低永磁体用量并提供更好的散热条件,适合长行程应用。研究了提升电磁推力的电磁结构设计方法,采用电磁场有限元方法计算了磁阻推力,分析了提高磁阻推力和抑制波动的电磁结构影响因素,结果表明,初级分裂结构能有效提高电机的推力水平。针对电磁结构参数复杂、性能目标多的问题,利用有限元计算方法建立了电机的BP神经网络代理模型,并使用NSGA-Ⅱ智能优化算法进行多目标优化,优化后电机推力提升13.93%,电机推力波动降低13.89%。该分裂式电机在直线直驱运动单元领域具有重要的应用潜力。 展开更多
关键词 初级分裂式永磁直线电机 BP神经网络 NSGA-Ⅱ智能算法 电磁场有限元
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不同极槽配合车用永磁电机多物理场仿真分析
11
作者 李国昊 尹红彬 +3 位作者 孙义港 张哲 毕向军 胡文静 《河北科技大学学报》 北大核心 2025年第1期8-20,共13页
针对车用永磁同步电机设计面临的诸多挑战,以8极48槽和8极36槽内置式永磁同步电机为研究对象,研究了不同极槽配合对车用永磁同步电机电磁性能以及振动噪声的影响。首先,比较分析不同极槽配合永磁同步电机的转矩波动、空载反电势,探究不... 针对车用永磁同步电机设计面临的诸多挑战,以8极48槽和8极36槽内置式永磁同步电机为研究对象,研究了不同极槽配合对车用永磁同步电机电磁性能以及振动噪声的影响。首先,比较分析不同极槽配合永磁同步电机的转矩波动、空载反电势,探究不同极槽配合对电机电磁性能的影响;其次,基于麦克斯韦应力张量法推导电磁力波的解析模型,并通过解析模型和有限元模型分别分析不同极槽配合的电机电磁力波的空间阶次和频率特征;最后,建立电机多物理场耦合模型,探究不同极槽配合对永磁同步电机振动噪声的影响。结果表明,8极36槽电机在转矩波动、空载反电势等电磁性能方面要显著优于8极48槽电机,然而,由于其存在较低的空间非零电磁力波,更易引发共振,产生振动噪声。分析结果揭示了不同极槽配合对永磁同步电机电磁性能及电机振动噪声的影响,为电机设计选取极槽配合以及后续优化提供了理论参考。 展开更多
关键词 电机学 永磁同步电机 极槽配合 电磁性能 振动噪声 电磁力波
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基于粒子群优化随机森林的风电主轴承故障诊断 被引量：4
12
作者 孟井煜枫 杨禄铭 +3 位作者 饶晨晖 施德华 蔡海洋 吴博阳 《微特电机》 2025年第2期74-78,共5页
提出了一种基于粒子群优化(PSO)算法和随机森林(RF)模型的新型故障诊断方法,用于风电主轴承的故障检测。通过结合PSO算法的特征选择能力和RF模型的高准确性和稳定性,优化了特征子集,显著提升了故障诊断的准确性与可靠性。实验结果表明,P... 提出了一种基于粒子群优化(PSO)算法和随机森林(RF)模型的新型故障诊断方法,用于风电主轴承的故障检测。通过结合PSO算法的特征选择能力和RF模型的高准确性和稳定性,优化了特征子集,显著提升了故障诊断的准确性与可靠性。实验结果表明,PSO-RF模型在风电主轴承故障检测任务中的诊断准确率达到92.42%,F1值为75.38%,各项性能指标均优于未优化的RF模型、XGBoost模型以及K-近邻算法。PSO-RF模型在鲁棒性测试中展现了对异常值和噪声的高容忍度,以及良好的跨工况泛化能力,该方法不仅提高了模型的诊断能力,还为风电设备的维护和故障预警提供了新的技术手段,有助于提高风电场的运行效率和设备可靠性。 展开更多
关键词 风电主轴承 故障诊断 粒子群优化 随机森林 特征选择 机器学习
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基于自适应陷波器与ESO的磁悬浮转子振动抑制方法
13
作者 王麒臻 张俊梅 徐向波 《微特电机》 2025年第2期52-59,共8页
为实现对磁悬浮系统转子不平衡扰动、传感器误差以及不确定扰动的抑制,设计了一种自抗扰控制与级联的自适应陷波器结合的复合控制方法。建立了磁悬浮转子的动力学模型,分析了系统受到扰动的来源与形式。设计了基于归一化最小均方算法的... 为实现对磁悬浮系统转子不平衡扰动、传感器误差以及不确定扰动的抑制,设计了一种自抗扰控制与级联的自适应陷波器结合的复合控制方法。建立了磁悬浮转子的动力学模型,分析了系统受到扰动的来源与形式。设计了基于归一化最小均方算法的自适应陷波器与三阶线性扩展状态观测器相结合的控制策略。进行了仿真和实验验证,结果表明,在同频、倍频扰动与低频扰动的干扰下,与单独使用PID控制相比,设计的复合控制方法能使转子的位移跳动减小约41.4%。 展开更多
关键词 主动磁轴承 振动抑制 自适应陷波器 自抗扰控制 状态观测器
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基于形状记忆合金的双模式超声电机研究
14
作者 何卢锦昀 陈祺 +1 位作者 李华峰 杨淋 《微电机》 2025年第12期65-72,共8页
本文针对航天领域中航天器上飞轮、力矩陀螺等器件产生的微振动隔离技术需求日益提高的现状,提出并研制了一种基于形状记忆合金的双模式超声电机。通过引入基于形状记忆合金驱动的转子提拉机构,实现了行波超声电机中定子和转子之间预压... 本文针对航天领域中航天器上飞轮、力矩陀螺等器件产生的微振动隔离技术需求日益提高的现状,提出并研制了一种基于形状记忆合金的双模式超声电机。通过引入基于形状记忆合金驱动的转子提拉机构,实现了行波超声电机中定子和转子之间预压力的动态调控,使超声电机可以在摩擦驱动与振动隔离两个模式间自由切换。通过形状记忆合金丝的选型以及实验测试,确认了合金丝的力学特性以及性能参数。结合理论计算以及有限元仿真,设计并验证了转子提拉机构的关键部件尺寸参数,制作了形状记忆合金丝驱动的提拉机构样机,对合金丝的装载方式以及驱动稳定性进行测试、最后组装了双模式超声电机的原理样机并对其运行特性进行了实验验证。实验结果表明,合金丝通电激活后,转子被拉离定子,预压力归零,电机进入隔振模式;合金丝断电后,转子由弹簧下压回定子,预压力回复到原数值,电机进入正常驱动模式,基本验证了本设计的有效性。本研究通过理论计算-三维建模-仿真优化-样机验证的系统研究方法,对拓展超声电机的研究范围有重要参考价值。 展开更多
关键词 行波超声电机 预压力调控 形状记忆合金 微振动隔离
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基于ANSYS的无刷直流空心杯电机电磁设计与分析 被引量：2
15
作者 王帅帅 曾晓松 +1 位作者 梅骁 王晨宇 《微特电机》 2025年第2期37-40,44,共5页
给出了无刷直流空心杯电机的设计方法,包括电机的主要尺寸确定、电枢绕组设计、铁心和磁钢的选择,运用ANSYS建立三维模型,对电机的电磁性能和温升进行分析。制作样机,将实测值与仿真值进行对比,结果表明,该电机设计方法的准确度为90%以... 给出了无刷直流空心杯电机的设计方法,包括电机的主要尺寸确定、电枢绕组设计、铁心和磁钢的选择,运用ANSYS建立三维模型,对电机的电磁性能和温升进行分析。制作样机,将实测值与仿真值进行对比,结果表明,该电机设计方法的准确度为90%以上。分析了电机的转矩和转速的关系,电机能够在一定转矩范围内高效率运行,证明了该设计方法的有效性,为无刷直流空心杯电机的设计提供了参考。 展开更多
关键词 无刷直流空心杯电机 电磁设计与分析 ANSYS 三维模型
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基于知识图谱和GPT模型的风电机组行星齿轮箱故障诊断 被引量：1
16
作者 赵岩 《微特电机》 2025年第4期78-82,共5页
在风电机组行星齿轮箱故障诊断过程中,由于故障特征与故障状态之间的关系不唯一,直接利用行星齿轮箱输出信号进行故障诊断的效果无法保障。提出基于知识图谱和GPT模型的风电机组行星齿轮箱故障诊断研究方法,利用MOEA/D算法将故障特征选... 在风电机组行星齿轮箱故障诊断过程中,由于故障特征与故障状态之间的关系不唯一,直接利用行星齿轮箱输出信号进行故障诊断的效果无法保障。提出基于知识图谱和GPT模型的风电机组行星齿轮箱故障诊断研究方法,利用MOEA/D算法将故障特征选择问题分解为单目标子问题,结合差分进化策略,选定与故障关联性最大的特征;将选定的特征作为GPT模型的输入参量,在小样本学习机制下,输出风电机组行星齿轮箱故障知识图谱;根据行星齿轮箱运行数据在知识图谱中的映射结果,确定风电机组行星齿轮箱的具体故障状态。测试结果表明,该方法能够有效诊断不同故障状态,诊断精度达到0.98,诊断效果能显著提升。 展开更多
关键词 知识图谱 GPT模型 风电机组行星齿轮箱 故障诊断 MOEA/D算法 差分进化策略 小样本学习
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基于SCADA数据和XGBoost的风电机组发电机故障诊断方法 被引量：1
17
作者 施德华 韩增涛 +3 位作者 孟井煜枫 吴博阳 汪浩然 蔡逸波 《微特电机》 2025年第5期61-64,70,共5页
风力发电机组是风电系统的核心组件。发电机的效率和稳定性直接影响风力发电机组的整体发电能力和可靠性,对风电场的经济效益至关重要。提出了一种基于SCADA数据和XGBoost算法的风电机组发电机故障诊断方法。通过采集风力发电机组的实时... 风力发电机组是风电系统的核心组件。发电机的效率和稳定性直接影响风力发电机组的整体发电能力和可靠性,对风电场的经济效益至关重要。提出了一种基于SCADA数据和XGBoost算法的风电机组发电机故障诊断方法。通过采集风力发电机组的实时SCADA系统数据,包括风速、功率输出、温度等关键指标,并利用这些数据作为模型输入特征。采用极致梯度提升树(XGBoost)算法进行故障诊断模型的训练和测试。XGBoost作为一种高效的梯度提升算法,具有处理高维特征和大规模数据的能力,并且在分类问题中表现出色。在模型开发过程中,对SCADA数据进行了预处理,包括数据清洗和特征选择。通过交叉验证方法对XGBoost模型的参数进行了优化,以提高模型的泛化能力和准确性。实验结果表明,基于SCADA数据的XGBoost的诊断模型能够有效识别出的发电机故障,其准确率达到了93.14%,精确率、召回率和F1分数指标均高于随机森林和K-邻近模型。 展开更多
关键词 数据采集与监控系统 极致梯度提升树 发电机 风力发电机组 故障诊断
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复合模态型超声电机的设计方法与仿真
18
作者 孟祥晗 蓝永庭 +3 位作者 张佳新 隆志力 张锦浩 杨章梁 《微电机》 2025年第12期73-81,共9页
超声电机通常由于纵向振动频率与弯曲振动频率相差较大导致输出性能降低。为了使陶瓷电机两相模态频率尽可能接近,通过对压电陶瓷结构参数的灵敏度进行分析,确定了对陶瓷工作频率影响较大的尺寸组,即(l,a,h),并以此尺寸组为设计变量建... 超声电机通常由于纵向振动频率与弯曲振动频率相差较大导致输出性能降低。为了使陶瓷电机两相模态频率尽可能接近,通过对压电陶瓷结构参数的灵敏度进行分析,确定了对陶瓷工作频率影响较大的尺寸组,即(l,a,h),并以此尺寸组为设计变量建立了二阶响应面数学模型,采用多目标遗传算法进行迭代优化。优化后的仿真结果表明,陶瓷纵向振动频率和弯曲振动频率差值由优化前的2136 Hz降低到优化后的311 Hz(降低了85.44%)。据此构建了超声电机试验测试平台,测试结果表明在激励频率为50.375 kHz、激励电压为10V_(p-p)、相位差为90°时,该电机最大行程达到50 mm、最大速度达到47.98 mm/s、最大推力为5.438 N。该电机能够实现稳定的直线运动,在精密定位领域具有广阔的应用场景。 展开更多
关键词 超声电机 复合模态型 结构设计 尺寸优化 性能测试
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电动乘用车轮毂电机散热技术综述 被引量：1
19
作者 张广 汪思洋 +4 位作者 王健 唐敏 张忠 胡萧峰 阮林奇 《机电工程技术》 2025年第14期1-8,共8页
轮毂电机是电动汽车未来的驱动形式。相较于中置电机,轮毂电机简化了机械传动系统从而提高了能效,但长时间连续工作过程中引发的热聚集问题会影响轮毂电机的性能和寿命。温升过高和散热较差是轮毂电机成为电动乘用车市场主流电机所面临... 轮毂电机是电动汽车未来的驱动形式。相较于中置电机,轮毂电机简化了机械传动系统从而提高了能效,但长时间连续工作过程中引发的热聚集问题会影响轮毂电机的性能和寿命。温升过高和散热较差是轮毂电机成为电动乘用车市场主流电机所面临的重大挑战。介绍了国内外学者在轮毂电机测温方法、损耗模型和冷却结构三方面的工作,全面分析了轮毂电机在运行下的温升分布以及不同冷却结构对轮毂电机散热能力差异,总结了轮毂电机的研究方法和不同冷却结构。 展开更多
关键词 电动汽车 轮毂电机 温升 损耗 冷却结构
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七自由度装卸货机器人动力学参数辨识方法研究
20
作者 蔡宇 贾杰 《微特电机》 2025年第6期56-60,71,共6页
七自由度装卸货机器人作为一种高灵活性的特种机器人,由于机械结构复杂且需满足高精度轨迹跟踪要求,必须对其动力学特性进行精确建模。基于德纳维特-哈滕贝格(MDH)方法建立装卸货机器人的运动学模型,通过牛顿-欧拉方法(Newton-Euler)迭... 七自由度装卸货机器人作为一种高灵活性的特种机器人,由于机械结构复杂且需满足高精度轨迹跟踪要求,必须对其动力学特性进行精确建模。基于德纳维特-哈滕贝格(MDH)方法建立装卸货机器人的运动学模型,通过牛顿-欧拉方法(Newton-Euler)迭代法构建刚体动力学方程,推导关节力矩的符号表达式;分析动力学方程的线性化形式与最小惯性参数集;提出采用有限项傅里叶级数作为激励轨迹;并设计优化目标函数;利用fmincon函数求解最优轨迹参数;将传统线性摩擦模型改进为sigmoid函数模型,以消除关节换向时的力矩跳变和抖振问题。实验表明,改进后的摩擦力模型显著降低了理论力矩与实际力矩的跟踪误差,优化了关节换向控制性能。该方法为装卸货机器人的高精度运动控制与能耗优化提供了理论支撑。 展开更多
关键词 七自由度装卸货机器人 参数辨识 改进摩擦力模型 优化算法 激励轨迹
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