永磁直线电机电梯门机系统的设计研究

论文摘要

现代电梯门大多采用交流异步电机、永磁同步电机及直流电机作为电梯门及自动门的驱动源,其缺点是转速高,门机控制及调速复杂,传动环节需要减速及转换装置,因此,该种门机系统存在结构复杂、维修困难、噪音较大等问题。本文提出采用永磁直线电机作为电梯门机驱动源,此种电机具有体积小、推力大、结构简单、运行可靠等优点,在电梯门机及其它精密仪器的设计中有着广阔的应用前景。首先,探讨了永磁直线电机驱动的电梯门机的结构,并对其安装结构及门机检测安装方式进行了阐述。其次,采用单元电机的思想对核心驱动单元永磁直线电机进行设计。再次,通过分析影响电机推力波动的因素,对电机本体性能进行优化,并对电机的静态及动态特性进行分析,使其性能满足电梯门机系统所需的力能及速度等指标。最后,设计了基于DSP芯片的永磁直线电机门机矢量控制系统,完成了电梯门机运行曲线的设计,并对控制系统所需的软件进行了合理的设计。通过仿真分析,该种电梯门机系统的各项性能及控制指标基本达到了预定目标,体现出了永磁直线电机作为电梯门机驱动源的优越性。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究意义和目的
• 1.3 直线电机的国内外研究现状及发展前景
• 1.4 本文的主要研究内容
• 2 永磁直线电机驱动的电梯门机结构
• 2.1 永磁直线电机的结构及原理
• 2.2 电梯门机系统结构
• 2.3 永磁直线电机驱动的电梯门机检测安装结构
• 2.4 本章小结
• 3 永磁直线电机的设计
• 3.1 传统电机设计方法简介
• 3.2 单元电机设计方法
• 3.3 单元电机的设计及其实现
• 3.3.1 电机材料的选用
• 3.3.2 电机的结构设计
• 3.3.3 电机的磁路计算
• 3.3.4 电机的电路计算
• 3.4 本章小结
• 4 永磁直线电机的有限元仿真分析
• 4.1 永磁直线电机电磁场有限元分析理论基础
• 4.1.1 Maxwell 方程组
• 4.1.2 电磁场基本理论
• 4.2 永磁直线电机有限元分析方法基础
• 4.2.1 有限元分析方法的边界问题
• 4.2.2 有限元分析方法的边值问题
• 4.3 有限元分析方法在电机电磁场的应用
• 4.4 永磁直线电机的推力波动分析及其优化设计
• 4.4.1 采用分数槽设计抑制反电势谐波和齿槽效应
• 4.4.2 开口槽和闭口槽推力波动分析
• 4.5 永磁直线电机在MAGNET 中建模仿真
• 4.5.1 永磁直线电机的性能参数
• 4.5.2 永磁直线电机有限元模型的建立
• 4.5.3 永磁直线电机反电势的分析
• 4.5.4 永磁直线电机功角的确定及推力分析
• 4.6 本章小结
• 5 电梯门机的控制系统
• 5.1 电梯门机动力学模型
• 5.2 电梯门机系统摩擦系数计算
• 5.3 电梯门机运行曲线
• 5.4 电梯门机控制方法及仿真
• 5.4.1 电梯门机矢量控制
• 5.4.2 系统控制电路设计及仿真
• 5.5 系统软件设计
• 5.6 控制系统仿真分析
• 5.7 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集