基于无铁芯永磁同步直线电机的贴片头设计

【摘要】随着微电子技术的高速发展，相应的制造技术的要求也在不断提高，现有的国内贴片机都使用的是传统机械结构，它的很多弊端使得很难适应现在的制造技术的要求，例如：速度较慢、定位精度不够和维护不便等。而无铁芯永磁同步直线电机具有高速、高加速度、高定位精度的性能，非常适合用于提高机床性能。论文讨论了无铁芯永磁同步直线电机的特点、分析方法、结构、工艺和控制策略，并设计了基于无铁芯永磁同步直线电机的贴片头，分析了贴片头的动态性能。主要工作如下：1.采用一种基于傅立叶变换的磁场分析方法，分析了无铁芯永磁同步直线电机及HALBACH磁阵列的磁场分布情况，然后，计算出无铁芯永磁同步直线电机的电磁推力，并通过MATLAB软件分析了各个参数对电磁推力的影响，并对电机做了优化。2.通过ANSOFT软件建立了无铁芯永磁同步直线电机有限元仿真模型，通过比较HALBACH磁阵列和普通磁阵列磁场分布，说明了HALBACH磁阵列的优势，然后，利用ANSOFTCIRCUITEDITOR软件建立了驱动电路，并给仿真模型添加激励。最后，分析了无铁芯永磁同步直线电机的电磁推力、电流等，仿真结果都验证了上面的数值计算结果。3.设计了贴片头和x轴结构，同时，介绍了HALBACH的磁阵列制造工艺，设计了绕组和绕组骨架、气动拾取系统、旋转纠偏系统，研究了两种传感器检测系统等。最后，通过MATLAB软件分析了贴片头运动特性。4.研究了一种无铁芯永磁同步直线电机的空间矢量控制方法，利用坐标轴转换对电机进行了dq轴解耦，并通过MATLAB中的Simulink模块建立了无铁芯永磁同步直线电机的控制策略模型，实现了基于磁场定向原理的电流、速度、位置的三环闭环系统，得出控制曲线图，进一步验证了以上分析结果。5.制作出实验样机，搭建了实验平台，测量了电磁推力，利用虚拟示波器进行了电流等数据的采集，并且通过差动变压器采集到位移，比较了利用两种传感器控制方法得出的位移数据。最后，通过实验结果和上述的分析结果对比，数据基本吻合。
【作者】时佳玉；
【导师】刘晓论；
【作者基本信息】吉林大学，机械设计及理论，2014，硕士
【关键词】电磁设计；矢量控制；无铁芯永磁同步直线电机；贴片头；x轴；

【参考文献】
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