针刺巨量转移平台用高推力聚磁式直线电机

作     者：刘强 马宁 王伟 韩邦成 牛萍娟 LIU Qiang;MA Ning;WANG Wei;HAN Bangcheng;NIU Pingjuan

作者机构：北京石油化工学院精密电磁装备与先进测量技术研究所北京102617 天津工业大学电子与信息工程学院天津300387 北京航空航天大学惯性技术重点实验室北京100191 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2024年第32卷第9期

页      面：1347-1359页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：北京市自然科学基金资助项目(No.3212004) 北京市属高等学校高水平科研创新团队建设支持计划资助项目(No.BPHR20220110) 北京市属高校分类发展专项(No.11000023T000002199202) 

主　　题：直线电机 针刺式巨量转移 聚磁 有限元法 空间应用 

摘      要：针对针刺式巨量转移平台用无铁芯直线电机推力小,边缘效应明显导致转移速度慢的问题,提出一种高推力聚磁式直线电机,利用外层V字形结构抑制漏磁效应,通过双层Halbach结构提高气隙磁密,并采用有限元法对3种方案气隙磁密和漏磁磁通进行比较分析。V形双层Halbach方案的气隙磁密和漏磁磁通分别为0.6 T和0.05 T,与单层梯形方案相比气隙磁密提高了17.6%,与双层Halbach方案相比漏磁磁通降低了71.4%。利用等效磁化电流法对电机磁场进行区域分割,采用分割补偿法建立矩形边界条件,建立了直线电机磁路数学模型,得到了影响电机推力线性度的关键结构参数,并基于有限元法对形状及结构参数进行优化。结果表明,优化后气隙的最大磁密和最小磁密分别0.67 T和0.47 T,x向和y向磁密变化率分别为25%和29.8%,推力仿真计算结果为278 N,推力波动率为2.1%,空载加速度为10 m/s^(2),理论芯片转移速度可达50颗/秒。根据优化结果研制了一台直线电机用于巨量转移平台,测试结果与优化结果一致,本研究对提高巨量转移平台转移效率具有重要意义。