直线电机驱动在动态加载中的应用研究

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1、分类号：ＴＭ３５９．４单位代码：１０１８３研究生学号：２０１５４１４０４５密级：公开吉林大学硕士学位论文专业学位（）直线电机驱动在动态加载中的应用研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＬｉｎｅａｒＭｏｔｏｒＤｒｉｖｅｉｎＤｎａｍｉｃＬｏａｄｉｎｙｇ作者姓名：王健类别：工程硕士领域（方向：）机械工程指导教师：张学成教授企业导师：王小岗高级工程师培养单位：机械科学与工程学院２０１８年６月直线电机驱动在动态加载中的应用研究ＪＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＡｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＬｉｎｅａｒＭｏｔ

2、ｏｒＤｒｉｖｅｉｎｐｐＤｙｎａｍｉｃＬｏａｄｉｎｇ作者姓名：王健（领域方向）：机械工程指导教师：张学成教授类别：工程硕士答辩日期：＾年＜月＞日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全＠或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担傻权的法律责任。吉林大学博士（或硕士）学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的

3、内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：曰期：年ｊ月。＞曰摘要摘要直线电机驱动在动态加载中的应用研宄工件的加载试验是工件力学性能考核的重要内容，是保证产品质量与技术可－。靠性的必要条件提高加载效率，缩短试验时间，降低试验成本，提高试验水平，。是相关试验技术的发展趋势更是工件试验的需要在现代工业领域，工程中几乎所有零件都承受着动态载荷，所以动态加载测试反映出的结果更为安全可靠。直线电机

4、技术迅猛发展，提供了很好的动力和载荷运动控制技术。本文以对试件施加高频交变载荷的疲劳试验为例，建立了运用直线电机作为动力源的思路和实现方法。以有铁芯永磁同步直线电机为动力源，对实施动态加载及其应用的可行性、有效性等问题展开广泛探索。首先，本文对直线电机作动器定义进行了说明，并对其输出动态载荷的相关问题展开了理论分析。包括输出动态载荷的条件、影响因素以及这些因素之间的关系，传感器的动态性能以及作动器的支撑导向等。其次，以所设计的试验装置为例，建立了直线电机作动器的控制模型。利用三闭环原理来实现对作动器输出推力的调节，各闭环均采用ＰＩＤ控制。本文分ＰＡＴＡ

5、ＬＢ别对控制卡的速度环及位置环ＩＤ进行了参数整定，并通过Ｍ仿真对其进行了调整优化。再次，针对直线电机当前的应用现状，以现有的产品为依托，提出、设计了”一“种多台）（两台及以上的并联式新型结构，旨在用来增大电机的输出推力。同时又如同单台电机一样具有较好的动态性能。本文中着重以三台电机同步使用为例从机械结构，导向以及驱动控制等方面作了详细的陈述。、，最后，为了验证前述理论方法的正确性及合理性设计了以有铁芯永磁同步直线电机为驱动的试验装置，并展开了数百万次的实验探索。实验结果表明，，所提出的结构和使用方法是可行的直线电动机作为高频动力源，思路是正确的，最高频

6、率可以与所有其他动态加载方式媲美，但是具备了其它方式不具备的优秀一。的控制性能特别试验了种提高加载力的办法，以直线电机为驱动将共振原理应用于疲劳加载等领域，它可以实现推力放大，极具实用价值。共振可以使直线电机作动器推力放大１８．７倍以上，且输出波形稳定。在室温、无任何冷却、最１吉林大学硕士学位论文大持续电流模式下，标称额定输出９００Ｎ的作动器实现了１３３Ｈｚ高频共振状态下ｌｌｋＮ以上稳定７６５Ｎ１４持续的推力输出，相比于常态倍以上，，推力放大了功率更是放大了近１００倍。另外，提出和验证了三相电流的点位选取对输出推力有着较大的影响。动态加载直

7、线电机作动器共振放大原理ＰＩＤ控制并联式ＩＩＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅＡｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＬｉｎｅａｒＭｏｔｏｒｒｉｖｅｐｐＤｉｎＤｙｎａｍｉｃＬｏａｄｉｎｇＴｈｅｌｏａｄｉｎｇｔｅｓｔｏｆｗｏｒｋｐｉｅｃｅｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒｔｏｆｗｏｒｋｐｉｅｃｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌ’ｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｅｖａｉｐｌｕａｔｉｏｎａ