论文部分内容阅读
单边型扁平直线感应电机(SLIM)是产业界应用最为广泛的一种直线电机，该种电机的动推力和垂向力是其运行特性的两个重要指标，例如在直线电机地铁中就是如此。然而对于该种电机动态性能的测试技术，目前还处于较为落后的地位，世界上各国甚至是各个研究机构都采用各自不同的测量方式。就作者所能了解到的范围，目前世界上对SLIM的各种测试方式归纳起来有以下特点：1、在动推力测试方面，大都采用轮轨支撑方式利用负载法模拟直线电机的动推力特性或利用加速度法根据电机的加速度来推算直线电机的动推力；2、在垂向力测试方面，一般是根据直线电机的电流，气隙等参数通过理论公式来计算，就作者所能了解到的范围，除了中国科技大学有一套测试直线电机静态垂向力的装置外还未见其他测试直线电机垂向力的有关资料。在有些领域，直线电机垂向力的影响可能不是很突出，如邮包分拣、直线电机搬运系统等，但在一些领域，如直线电机地铁中，电机的垂向力就是一个很重要的运行参数，它会影响到电机感应板的安装强度选择，运行阻力计算等因素。而且由于垂向力的未知，在动推力测试方面由于轮轨的摩擦阻力难以精确测量，所以动推力的测量也不可能很精确。基于以上原因，本研究提出了利用磁悬浮原理来测量直线电机动推力与垂向力的方法。该方法利用磁悬浮的原理让直线电机以恒定气隙悬浮，通过位置传感器计算直线电机的加速度，得出直线电机的动推力；由于电磁悬浮系统在气隙恒定的情况下，电磁铁的电流与电磁引力为一一对应关系，所以根据控制电机悬浮的电磁铁电流就可以方便而且准确的推算出直线电机的垂向力大小。本论文围绕该测试方法，进行了可行性分析，并设计与搭建了利用磁悬浮原理的直线电机动态性能测试平台。分别分析、设计了测试平台的直线电机与磁悬浮系统的控制器，最后完成了磁悬浮控制系统的软硬件设计，达到了良好的控制效果。