探針定位用兩自由度電機系統的研究.pdf

1、探針定位系統是燃氣輪機引射冷卻吹風試驗臺的重要組成部分，控制壓力探針作高精度直線和旋轉運動，以及多支探針間的協調運動，實現對空氣流場的分布式高精度測量，是提高吹風試驗中對空氣流場特性分析質量的關鍵性因素。
　　本文出采用兩自由度電機實現探針定位的方案。用一臺電機，實現兩個自由度的運動，減小探針定位系統的體積，直接驅動可以保證恒定的速度特性和較大的加速度，大大提高了控制精度。另外，采用兩自由度電機，結構簡單，由很少組件組成，因此需要

2、的潤滑也較少。這意味著它的使用壽命較長以及運行比較干凈。
　　提出的探針定位用兩自由度電機實現方案為軸向運動通過一個直線電機實現，徑向運動部分通過一個旋轉電機實現。直線電機做成中空軸，直線電機的動子與旋轉電機的定子做成一個部件，這樣既實現了兩個自由度電機的結合，又縮小了電機尺寸。確定了軸向運動的直線電機采用短初級、圓筒型、徑向式磁路永磁同步結構。用永磁體勵磁，無需外加勵磁繞組，使電機結構簡化，以滿足探針狹小空間要求。采用永磁同步，

3、控制性能好、位置精度高，以滿足探針定位系統的控制要求。采用短初級結構，可以降低成本。采用徑向式磁路結構結構簡單，制造容易。管型結構簡單、適合高速直線運動、初級繞組利用率高、無橫向邊緣效應、容易克服單邊磁拉力問題、易于調節(jié)和控制、適應性強。本文對于這個直線電機，進行了電磁設計和仿真，仿真研究說明電機設計是合理而可行的。
　　提出并設計了基于混合式步進電動機原理的徑向運動部分，混合式步進電動機兼有反應式和永磁式步進電動機的優(yōu)點，既可以