反馈信号受损解决方案中的ZWSC电机灌封材料及工艺研究

摘要

低脉动无刷力矩电动机是当今世界上最先进的力矩电动机之一，是一种无槽无刷力矩电动机，具备超低力矩波动（没有齿槽波动力矩）、高输出线性度、高转矩重量比等特点，是最新一代的直驱无刷力矩电动机，是高稳定性伺服系统的核心器件和主要执行元件，在高性能宇航、船舶、兵器等需要高精度、高稳定性伺服系统中具有广泛的应用需求。因此对低脉动无刷力矩电动机的研究成为国内外研究的重点，尤其是在国外将此类产品划入对我国的严格禁止出口产品范围内，所以我国对于此类产品的研究具有更加紧迫的需求。
　　ZWSC电机即为无槽无刷力矩电动机，是一种分装式的盘式超薄无刷电机，结构上具有典型的大内孔、短轴向尺寸的薄形力矩电机的特点，容易发生机械变形，使得电机的电磁场发生不规则变化，使得系统对电流反馈信号的采集受到偏移或者失去电流信号；机械性变会使封装材料开裂，使电枢线圈匝间发生短路，严重破坏系统稳定性，甚至使系统完全失效，无法完成系统功能。
　　为了解决电机的变形和材料的开裂问题，使电机能够满足ZWSC电机驱动控制系统对高稳定性的要求，以及ZWSC电机在系统中反馈电流信号稳定可靠，本文通过对灌封用树脂进行配方研究，使材料的强度与柔韧性达到平衡，既能满足在薄璧件电枢合理变形量范围内不开裂，又能够对电枢的结构有一定的保持作用，使电枢变形不能够达到影响电机正常使用的程度；解决薄璧件灌封工艺稳定性问题。灌封材料在一定温度下各种组分充分混合，达到灌封流动性要求，并在固化温度下发生化学反应，形成均一稳定的聚合物。利用旋转粘度计、热失重测试仪、力学试验机、热冲击试验箱等对材料的粘度、耐热等级、力学强度和环境适应性等进行测试，利用ZWSC电机驱动控制系统对电机反馈电流进行特性测试，结果如下：
　　灌封后结构稳定的ZWSC电机能够在高稳定系统中反馈正常的电流信号，并且可以持续准确的输出低脉动的恒定力矩，保证系统平稳精确地运行，能够表现出电机自身的输出力矩低脉动特性。
　　成型收缩率：0.6％
　　耐热温度：180℃
　　冲击强度：15.8kg.cm/cm2
　　热冲击性：（O型环法）室温～180℃～室温，未见开裂。
　　经试验证明：该体系可以满足耐热等级为F级的无槽电机灌封要求。
　　ZWSC电机在无刷电机驱动系统中能够实现反馈电流信号的采集，并且可以持续准确的输出低脉动的恒定力矩，保证系统平稳精确地运行。

目录

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目录

1绪 论

1.1 ZWSC电机控制系统的使用背景

1.2力矩电机的发展历程

1.3国内外主要技术途径

1.4产品设计方案简述

1.5产品工艺方案简述

1.6 技术难点分析

1.7研究目的及意义

2电机电枢灌封材料配方研究

2.1实验原料及设备

2.2实验思路及试样制备方法

2.3原材料选择及基础配方

2.4材料性能测试

2.5结果与讨论

2.6本章小结

3 灌封工艺优化的研究

3.1 实验仪器

3.2 灌封工艺流程

3.3测试与表征

3.4结果与讨论

3.5本章小节

4 ZWSC电机控制系统测试

4.1 ZWSC电机的基本控制方法

4.2 ZWSC电机的闭环矢量控制原理

4.3 相电流采样电路

4.4实验结果

4.5 本章小结

5 实验结果与分析

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文