探針定位用兩自由度電機(jī)系統(tǒng)的研究.pdf

1、探針定位系統(tǒng)是燃?xì)廨啓C(jī)引射冷卻吹風(fēng)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(zhuǎn)運動，以及多支探針間的協(xié)調(diào)運動，實現(xiàn)對空氣流場的分布式高精度測量，是提高吹風(fēng)試驗中對空氣流場特性分析質(zhì)量的關(guān)鍵性因素。
　　本文出采用兩自由度電機(jī)實現(xiàn)探針定位的方案。用一臺電機(jī)，實現(xiàn)兩個自由度的運動，減小探針定位系統(tǒng)的體積，直接驅(qū)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(jī)，結(jié)構(gòu)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(jī)實現(xiàn)方案為軸向運動通過一個直線電機(jī)實現(xiàn)，徑向運動部分通過一個旋轉(zhuǎn)電機(jī)實現(xiàn)。直線電機(jī)做成中空軸，直線電機(jī)的動子與旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子做成一個部件，這樣既實現(xiàn)了兩個自由度電機(jī)的結(jié)合，又縮小了電機(jī)尺寸。確定了軸向運動的直線電機(jī)采用短初級、圓筒型、徑向式磁路永磁同步結(jié)構(gòu)。用永磁體勵磁，無需外加勵磁繞組，使電機(jī)結(jié)構(gòu)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(tǒng)的控制要求。采用短初級結(jié)構(gòu)，可以降低成本。采用徑向式磁路結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，制造容易。管型結(jié)構(gòu)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(yīng)、容易克服單邊磁拉力問題、易于調(diào)節(jié)和控制、適應(yīng)性強。本文對于這個直線電機(jī)，進(jìn)行了電磁設(shè)計和仿真，仿真研究說明電機(jī)設(shè)計是合理而可行的。
　　提出并設(shè)計了基于混合式步進(jìn)電動機(jī)原理的徑向運動部分，混合式步進(jìn)電動機(jī)兼有反應(yīng)式和永磁式步進(jìn)電動機(jī)的優(yōu)點，既可以