多物理场混合驱动三自由度球形电机及其控制系统研究

项目名称： 多物理场混合驱动三自由度球形电机及其控制系统研究

项目编号： No.50907043

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 电工技术

项目作者： 李斌

作者单位： 天津大学

项目金额： 20万元

中文摘要： 转矩性能的改善是超声波球形电机亟需解决的问题之一。然而受预压力装置不完善及定转子能量传递界面小的限制，优化定子结构、改善摩擦条件和增加激励强度等传统方法，提高转矩的效果并不十分理想。项目借鉴永磁球形电机研究成果，设计电磁预压力与助力系统，提出多物理场混合驱动球形电机的研究设想。电机定子采用超声振子和电磁绕组组合的结构，转子表面粘贴永磁体，运行时电磁斥力使定子绕组与转子分离，并提供转子与超声振子间的预压力，同时，激励超声振子产生摩擦转矩使其与电磁转矩同向，二者合力驱动转子实现偏航、倾斜和旋转运动；停止时弹簧压力通过定子绕组将转子压在超声振子上，摩擦力保证电机自锁。项目将探索新工况下摩擦传动机理的变化，改进电机定转子电磁设计方案，实现径向电磁力和电磁转矩的可控性，研究超声振子和定子绕组的同步换向策略，实现二者协调作用，研究速度和定位控制策略。

中文关键词： 多自由度电机；永磁体；磁场分析；优化设计；转矩控制

英文摘要：

英文关键词： Multi-DOF motor；Permanent Magnet；Magnetic field analysis；Optimization design；Torque control