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集成式电机主轴的力感知及微进给特性研究
1
作者 喻曹丰 朱建华 +2 位作者 聂仪楠 魏梓贤 陈志全 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2024年第8期152-158,共7页
为满足精密加工过程中对电机主轴的转速、进给距离和切削力精确控制的需求,将永磁同步电机和超磁致伸缩驱动器结合,提出一种具有转动、微进给及力感知功能的集成式电机主轴。为验证集成式电机主轴力感知部分的结构合理性,基于磁路法和... 为满足精密加工过程中对电机主轴的转速、进给距离和切削力精确控制的需求,将永磁同步电机和超磁致伸缩驱动器结合,提出一种具有转动、微进给及力感知功能的集成式电机主轴。为验证集成式电机主轴力感知部分的结构合理性,基于磁路法和有限元分析法,得出集成式电机主轴的微进给距离、外线圈感应电压与外部载荷的关系。最后,为验证仿真的准确性,搭建集成式电机主轴力感知及微进给试验平台。结果显示,在此磁路模型设计中,集成式电机主轴的磁通密度可达0.551 9 T,磁通密度均匀度大于77.85%,集成式电机主轴的微进给距离可达26.5μm,外线圈感应电压与外部载荷成反比且内线圈的最佳外加电流为5 A。研究结果表明,集成式电机主轴力感知及微进给功能的设计是合理可行的,为深入研究和精确控制集成式电机主轴奠定了基础。 展开更多
关键词 集成式电机主轴 永磁同步电机 超磁致伸缩驱动器 力感知 微进给
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超磁致伸缩驱动高压共轨式喷油器的结构设计及喷油特性分析
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作者 喻曹丰 魏梓贤 +3 位作者 段永勇 朱建华 陶雪枫 聂仪楠 《液压与气动》 北大核心 2024年第2期52-59,共8页
针对现有喷油器存在的喷油速率低、喷油脉宽大、响应速率慢的问题,提出了一种超磁致伸缩驱动高压共轨式喷油器的设计方案。简述了该高压共轨式喷油器的整体设计及工作原理,并且在Jiles-Atherton磁滞模型和液压传动理论基础上建立数学模... 针对现有喷油器存在的喷油速率低、喷油脉宽大、响应速率慢的问题,提出了一种超磁致伸缩驱动高压共轨式喷油器的设计方案。简述了该高压共轨式喷油器的整体设计及工作原理,并且在Jiles-Atherton磁滞模型和液压传动理论基础上建立数学模型;采用COMSOL建立了驱动部分仿真模型,并进行输出位移和应力特性分析,采用AMESim建立了喷油器整体模型,并进行喷油速率分析;搭建试验平台,验证了超磁致伸缩驱动高压共轨式喷油器设计方案的有效性。结果显示:当线圈电流为3.6 A时,超磁致伸缩棒的最大输出位移可达52μm;在160 MPa的压力下喷油最低脉宽从1 ms降低到0.15 ms,并且无论脉宽长短,其脉宽-喷油量均具有良好的线性度。结果表明,提出的设计方案可行,为研制出一种高性能的高压共轨式喷油器奠定了理论和技术基础。 展开更多
关键词 超磁致伸缩材料 高压共轨式喷油器 输出位移 喷油脉宽 喷油率
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高性能集成式电机主轴的直动磁场对转动特性的影响
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作者 喻曹丰 聂仪楠 +2 位作者 朱建华 陈志全 魏梓贤 《中国工程机械学报》 2025年第1期104-109,共6页
为满足精密加工过程中需要对电机主轴的转速、进给量和切削力精准控制的需求,将超磁致伸缩驱动器与永磁同步电机相结合,提出一种兼具转动、直动和力感知功能特性的高性能集成式电机主轴的设计方案。为验证设计方案的可行性,在建立电机... 为满足精密加工过程中需要对电机主轴的转速、进给量和切削力精准控制的需求,将超磁致伸缩驱动器与永磁同步电机相结合,提出一种兼具转动、直动和力感知功能特性的高性能集成式电机主轴的设计方案。为验证设计方案的可行性,在建立电机主轴数学模型的基础上,采用有限元电磁仿真软件,分析了直动结构的磁场对电机主轴反电动势、气隙磁密、负载输出转矩等转动特性的影响。研究结果显示:该电机的电磁特性在直动结构施加磁场前后变化较小,负载输出转矩仅减小了0.13%,对电机的性能几乎没有影响。结果表明,所提出的高性能集成式电机主轴的设计方案可行,为后续研发高性能集成式电机主轴奠定了理论和技术基础。 展开更多
关键词 主轴 永磁同步电机 电磁特性 有限元法
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