【摘 要】
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随着电力电子技术的飞速发展和新型磁性材料的广泛应用,直线电机作为古老的电机行业的新兴分支,无论从理论上还是从应用领域来看,都正在不断完善不断成长.自从汽车问世以来,
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随着电力电子技术的飞速发展和新型磁性材料的广泛应用,直线电机作为古老的电机行业的新兴分支,无论从理论上还是从应用领域来看,都正在不断完善不断成长.自从汽车问世以来,人们就在不断的寻求减少汽车振动的途径.由于直线电机具有稳定性好、响应迅速、灵敏度高、环境适应性强、控制简单、误差较小的优点,该文提出了一种新型的汽车座椅减振器的总体设计方案,即把振动主动控制原理应用于汽车座椅的振动控制中,并且通过直线电机作动器来付诸实现.首先,基于振动主动控制系统,提出总体设计方案.分析了减振系统的各个组成部分对系统性能的影响.建立了振动主动控制系统的数学模型,根据古典控制理论,分析了系统的可控性和稳定性.其次,简单介绍人体工程学关于人体振动的理论.根据人体承受振动极限的ISO国际标准,提出了直线电机作动器的设计指标,并且对直线电机作动器进行方案设计和参数计算.再次,因为振动控制系统要求直线电机作动器输出的电磁力要大,电磁力波动要小,所以,以之作为优化目标,针对直线电机的气隙长度、永磁体厚度、槽口宽度、齿宽/齿距比等进行结构优化设计,分析了影响直线电机作动器输出电磁力的大小和稳定性的各种因素,总结了可供直线电机设计者参考的经验和规律.第四,由于定位力的存在,电机的输出力的特性受到很大影响.分析定位力产生的原因,并且从气隙长度、永磁体厚度、齿槽形状、极弧系数等方面寻求减小定位力的方法和途径,通过电磁场仿真计算,得出一些规律.最后,利用已有的直线电机模型,进行实验验证.实验结果表明,直线电机作为汽车座椅减振器的执行机构,理论上可以达到现行的被动减振器的减振效果,而且在控制策略上有很大的发挥空间,可供后人研究和探索.
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