面向精密主动减振的洛仑兹电机及其驱动器研究
洛仑兹电机是一种以洛仑兹力直接驱动的永磁直流作动器,具有结构简单、动态响应快、线性性好等特点,被广泛地用作精密直线运动的驱动装置,如光刻机微运动工作台的驱动电机、精密主动减振器的作动器等。洛仑兹电机通过驱动电流控制电机阻尼力的大小和方向。论文针对一种用于 IC制造装备的超精密主动减振器,设计了用于主动减振器的洛仑兹电机及其驱动器。 首先,本文简要阐述了洛仑兹电机的工作原理和特点,计算出了电机的推力常数、电感和电阻等参数。在参数计算的基础上,自行设计了一套推力常数为68N/A的洛仑兹电机 其次,详细介绍了洛仑兹电机驱动器的硬件设计,包括电流调节器电路、桥式功率转换电路、电流反馈电路、保护电路和补偿电路的设计,绘制了驱动器的印制电路板,建立了驱动器的数学模型。研制出了驱动带宽至少为3kHz,电流控制精度达0.1mA,电流纹波小于1mA的高性能洛仑兹电机驱动器。 最后,设计出了洛仑兹电机测试平台,分别对电机的动态性能和静态性能进行了测试。从振动传递率测试结果中得到,与被动减振相比,加入洛仑兹电机主动控制后的减振系统的共振点处的传递率从15dB衰减到了-7dB。 该洛仑兹电机及其驱动器已经成功地应用到了超精密主动减振器中,并取得了良好的效果。
洛仑兹电机;精密主动减振器;机械设计;驱动器
华中科技大学
硕士
机械电子工程
陈学东
2011
中文
TM351;TM302
66
2012-12-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）