无磁仿真转台用凸轮转子马达叶片干扰力矩

介绍了一种新型的无磁仿真转台用凸轮转子连续回转电液伺服马达的工作原理及特点.通过对其叶片的系统受力分析,得出马达波动力矩产生的机理.利用Matlab软件对马达低速运行时,叶片产生的干扰力矩进行了仿真,并对不同减压阀出口油压及不同叶片厚度下的干扰力矩进行对比,得出相关参数对该类型马达力矩波动产生的影响.为解决该类液压马达存在的低速速率波动现象提供了一定的理论依据.     

叶片摩擦系数对液压凸轮转子伺服马达转矩性能影响

为研究叶片摩擦系数对液压凸轮转子伺服马达转矩性能的影响,建立了马达转矩的力学模型.通过对叶片进行受力分析,推导了叶片/叶片槽之间的摩擦系数与凸轮转子对叶片的正压力以及叶片对凸轮转子的阻力矩的关系式.利用MATLAB对力学模型进行仿真计算.结果表明,叶片/叶片槽之间摩擦系数的增大会减小叶片之间正压力,从而增大叶片对凸轮转子的阻力矩,导致马达的输出力矩出现明显波动.阻力矩的最大值和平均值与摩擦系数基本呈线性关系.减小叶片和叶片槽之间的形位公差与表面粗糙度能够改善伺服马达的低速特性.     

凸轮转子叶片马达的过渡曲线中心角参数优化

提出了针对凸轮转子外轮廓过渡曲线段的参数优化设计方法.通过对马达关键参数解析式推导及分析,得出了压力角、叶片干扰转矩、流量脉动、泄漏量与过渡曲线中心角之间的关系.通过解析计算及仿真,得出了该类型叶片马达凸轮转子设计的理论依据和优化参数.经过实验验证,基于该中心角优化参数设计的凸轮转子叶片马达取得了良好的伺服精度,证明了凸轮转子过渡曲线段中心角参数优化设计的正确性和可行性.     

基于效率分析的凸轮转子叶片马达液膜厚度设计

介绍了一种新型凸轮转子叶片马达的结构特点及工作原理.通过平行平板间隙流动模型及平行圆盘缝隙径向流动模型建立了该马达的泄漏数学模型,从而得出马达液膜厚度与容积效率间的关系.通过绝对黏度模型分析计算了凸轮与隔板及定子两关键摩擦副之间的摩擦力矩,从而得出马达液膜厚度与机械效率之间的关系.基于某三轴无磁仿真转台的凸轮转子叶片马达实例分析,综合考虑马达的容积效率和机械效率得出了使马达总效率最高的最优液膜厚度.研究结果为该类叶片马达的关键摩擦副之间液膜厚度优化设计提供了理论依据,从而可对马达设计及加工过程中凸轮转子、定子及隔板等关键零件提出相应的尺寸精度、几何精度及表面粗糙度等要求.     

轴向柱塞马达平面配流副油膜润滑特性建模及分析

柱塞马达配流副摩擦润滑特性对其工作性能和稳定性具有重要影响.本研究考虑带表面纹理的辅助支撑带的油膜压力分布与力矩作用,建立了配流副油膜动力学模型,分析在不同工作压力、工作转速和斜盘倾角下配流副流量泄漏以及摩擦损耗的变化规律.结果表明:柱塞马达配流副泄漏流量随转速增加呈近线性增长,且增长速率随压力升高而下降;而油膜粘性摩...     

力矩马达气隙误差对电液伺服阀零偏的影响

基于惠斯通电桥分析伺服阀力矩马达磁路,建立了气隙分布状态与伺服阀零偏之间的关系,当气隙左右对称或上下对称时,力矩马达不存在零偏,反之则存在零偏.建立考虑气隙误差时的力矩马达模型,得到了不对称气隙时的磁通规律、气隙误差与伺服阀零偏、压力增益以及流量增益之间的关系,发现当力矩马达气隙左右对称或上下对称时气隙误差仅影响伺服阀增益,气隙不对称时伺服阀会产生零偏,且伺服阀压力增益和流量增益会随力矩马达气隙增大而减小.     

连续回转电液伺服马达Pol-Ind摩擦模型辨识

针对影响连续回转电液伺服马达系统低速性能的摩擦干扰问题,提出一种新型的Pol-Ind摩擦模型.利用连续回转电液伺服马达实验台采集马达的进出口油液压差和角速度值,采用改进粒子群优化算法对所建立的摩擦模型进行参数辨识,获得了精确的摩擦力矩数学模型.通过仿真实验与LuGre摩擦模型进行比较,结果表明应用Pol-Ind摩擦模型的系统具有更小的稳态误差和相位误差,说明Pol-Ind摩擦模型更适合于连续回转马达电液伺服系统,为系统摩擦干扰控制补偿器设计奠定了基础.     

叶片马达凸轮转子过渡曲线特性分析

介绍了一种新型凸轮转子连续回转电液伺服叶片马达的工作原理,推导了马达瞬时驱动转矩和瞬时转速的解析式,分析了过渡曲线的动态特性和力学特性,讨论了凸轮转子过渡曲线对提高马达性能的作用和设计准则,对二次等加速等减速、二次正弦和余弦及二次阿基米德等过渡曲线进行了理论推导与分析.结果表明,二次余弦曲线适用于作为三轴仿真转台所用凸轮转子叶片马达的过渡曲线,并有利于提高马达的性能.     

Darrieus风力机的动态气动性能实验方法

提出了一种可准确测量风力机动态驱动力矩的实验方法.该方法通过对风轮转速施加开环伺服控制,能够在不显著地引入力矩干扰的前提下,保证风力机运行在任意尖速比范围.通过设计合理的求导算法求取准确的加速度数据,以计算惯性力矩并实现动态空气动力矩的准确测量.针对该方法存在的尖速比波动问题,进行了误差分析,确立了数据处理中合理的尖速比取值方式,以降低尖速比波动对实验结果的影响.进行了定桨下的叶片气动驱动力测量实验,测得了驱动力随转速和偏桨的变化曲线,其变化趋势与现有理论结果和仿真分析结果大体一致,从整体趋势的角度验证了本文方法的可行性.     

双转子凸轮马达的转矩和转速分析

为了增加凸轮马达的工作方式,设计了一种双转子凸轮马达,通过改变凸轮马达进油口的连接方式来改变马达的排量.在流量相同、负载一定的条件下,计算了马达在各种连接工况下的转矩和转速,并对比了各种工况下的转矩脉动.结果表明:双转子凸轮马达4个输入口有6种不同的组合输出,其中两内马达、两外马达、两内两外马达这3种组合的输出转矩脉动较小;双转子凸轮马达有两种差动连接,其中两外两内差动连接可以实现低转矩高转速,且转矩脉动理论值为零.     

内外啮合齿轮马达的理论分析

从双定子思想出发,力图打破原有齿轮马达的结构,实现在不改变输入流量的情况下,对齿轮马达的转速调节,从而探讨出一种新型结构的内外啮合齿轮马达. 该新型结构的齿轮马达与传统的齿轮马达的区别是:该齿轮马达在一个壳体中,有内啮合齿轮马达和外啮合齿轮马达两个马达. 该马达仅通过切换不同的连接方式就可以实现多级转速和多级转矩的输出,省去了节流阀、减压阀等耗能元件,减少了能源的浪费,提高了效率.      

负载力矩对旋转阀转速的影响分析及转速控制研究

旋转阀的转速控制关系到钻井液压力信号的产生。旋转阀负载力矩随旋转角的变化规律是影响转速控制的关键。根据旋转阀转子的受力情况分析了旋转阀负载力矩的组成及影响因素。通过理论分析结合计算流体力学(CFD)仿真分析建立了负载力矩的计算模型。研究表明,旋转阀负载力矩随旋转角呈严重的非线性变化,负载力矩与钻井液流量的平方有关,与钻井液密度呈线性关系,与钻井液黏度无关。负载力矩的非线性特性对旋转阀转速产生严重影响。基于负载力矩的计算模型,采用负载力矩的前馈补偿进行旋转阀转速控制系统的线性化校正,通过转速负反馈形成PID(比例-积分-微分)闭环实现旋转阀转速的快速随动控制。MATLAB/Simulink仿真结果表明,旋转阀转速闭环控制系统具有快速跟随调相脉冲变化的能力;同时对流量测量误差及负载力矩计算模型偏差产生的干扰影响具有较强的抑制作用,可以满足对32 Hz的压力载波进行相移键控(PSK)调制,实现16 bit/s的数据传输速率。     

永磁同步电机磁通谐波抑制的补偿控制仿真

永磁同步电机的转子永磁体励磁磁场中含有的谐波分量,将增加定子绕组内磁链的谐波分量,增大电机的损耗,导致电机温度升高,同时产生转矩波动.根据内置式电机转子磁场的特点,建立电机模型,并在该模型基础上提出一种对磁场谐波抑制的补偿控制算法,通过降低谐波分量来减少定子铁损.同时对电机因磁场谐波引起的转矩波动进行补偿,从而减小振动和噪声.仿真结果表明该补偿控制算法使得磁链谐波分量明显降低,转矩波动减小.     

基于正交试验的永磁有刷直流 微电机齿槽转矩波动的稳健设计

针对齿槽转矩波动影响电机控制精度的问题,提出了基于正交试验的永磁直流微电机齿槽转矩稳健设计方法.以永磁有刷直流微电机为对象,建立基于有限元软件ANSYS的电机二维静态磁场分析模型.将电机齿槽转矩波动幅度作为望小特性,考虑齿楔角误差、气隙长度偏差、计算矫顽力偏差的噪声因素影响下,综合优化齿宽、齿楔角、槽底半径、永磁体中心角和永磁体计算矫顽力.将优化结果与原始设计方案作对比分析,结果表明:与原始设计方案相比,稳健设计后的齿槽转矩波动幅度的信噪比提高了43.5%,因此,电机齿槽转矩的波动幅值对外界干扰的影响更加稳健.     

永磁超环面电机模糊终端滑模的直接转矩控制

根据永磁超环面电机的结构特性和运行原理,推导了其结构参数和运动参数对电磁参数影响的表达式,建立了永磁超环面电机的数学模型并应用状态空间法进行了动态特性分析。针对该电机电磁转矩和输出转速的周期性波动,在转速环中通过模糊控制规则得到其结构参数与运动参数的增量以调节终端滑模控制器参数。为了提高永磁超环面电机的响应速度,应用直接转矩控制在转矩环和磁链环中设计了supertwisting滑模控制器,并结合空间矢量调制对永磁超环面电机进行控制。仿真实验表明:此控制策略有效地提高了永磁超环面电机的响应速度,减小了输出转速和电磁转矩的波动,得到了良好的控制效果。     

基于DSP锁相环的电动阀控制

针对石油化工野外生产中广泛使用的直流电动阀设计控制系统。采用光电编码器检测电机的角速度和位移,利用数字信号处理器（DSP）构成数字锁相环（DSPLL）,产生控制逻辑,调节PWM开关频率和占空比,改变电动机输入电压和电流,实现电动阀门开闭控制。系统能够根据阀门开闭位置、转速快慢、转矩大小,自动调节转速快慢和电机拖动转矩,确保电机转速、转矩最佳匹配。用ZY8024-200电机进行试验,结果证明控制系统响应速度快,精度高,系统谐波和文波幅度小;在转矩不断变化时,自动适应转矩变化,实现了直流电机保护功能。基于DSP锁相环的电动阀控制方案,特别适合于石油化工生产中野外直流供电的电动阀控制。     

二次调节伺服加载系统的耦合影响

针对二次调节伺服加载系统,建立了数学模型,利用MATLAB仿真软件,对液压和机械耦合干扰下的系统控制性能进行了仿真研究。仿真结果表明,随着负载压力、输出转矩和输出转速的波动幅度的增大,系统的控制精度明显变差,转矩控制系统受负载压力波动的影响大于转速控制系统,转矩波动对转速控制系统的影响大于转速波动对转矩控制系统的影响。