基于超磁致伸縮材料的諧波電機(jī)研究.pdf

1、稀土超磁致伸縮材料(GMM)是一種新型功能材料，具有磁致伸縮系數(shù)大、能量密度高、機(jī)電耦合系數(shù)大、響應(yīng)速度快、輸出力大等優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)電、磁能與機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)換，其機(jī)電轉(zhuǎn)換性能非常優(yōu)異，為此它的開發(fā)與應(yīng)用得到世界各國學(xué)者的關(guān)注，產(chǎn)量及市場銷量增長非常迅速。基于其正磁致伸縮效應(yīng)制作的超磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器(GMA)具有廣闊的應(yīng)用前景，是一類很有潛力的新型微位移驅(qū)動(dòng)器。 針對傳統(tǒng)超磁致伸縮電機(jī)由于采用摩擦傳動(dòng)，降低了電機(jī)的使用壽命、工作效率

2、以及精度等問題，本文結(jié)合諧波齒輪傳動(dòng)的工作原理和超磁致伸縮材料的磁致伸縮性能，設(shè)計(jì)出了一種新型傳動(dòng)裝置-超磁致伸縮諧波電機(jī)。其原理就是利用超磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器以取代諧波齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的傳統(tǒng)波發(fā)生器，并最終以諧波齒輪傳動(dòng)的方式輸出力與力矩。由于諧波齒輪傳動(dòng)具有高性能、低噪聲、大速比及體積小等特點(diǎn)，這種超磁致伸縮諧波電機(jī)較傳統(tǒng)超磁致伸縮電機(jī)的工作性能和可控制性能更加優(yōu)越。 本文在以下幾個(gè)方面開展了研究工作： (1)分析諧波齒輪傳

3、動(dòng)的工作原理，較為充分地掌握了超磁致伸縮材料的基本性能。 (2)研究設(shè)計(jì)了超磁致伸縮諧波電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。本文結(jié)合諧波齒輪傳動(dòng)的工作原理和超磁致伸縮材料的性能，設(shè)計(jì)了超磁致伸縮諧波電機(jī)，包括電機(jī)工作原理分析、基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及超磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)。 (3)設(shè)計(jì)了超磁致伸縮諧波電機(jī)控制系統(tǒng)方案。主要包括控制原理分析和控制方案設(shè)計(jì)，并對超磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器的控制策略作了進(jìn)一步說明。 (4)對超磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。包