中文名 | 新型直線壓電微電機(jī)及宏微驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)研究 | 項(xiàng)目類別 | 面上項(xiàng)目 |
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項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 | 張鐵民 | 依托單位 | 華南農(nóng)業(yè)大學(xué) |
為滿足電子信息產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域的對(duì)高精度、大行程驅(qū)動(dòng)電機(jī)的需求,針對(duì)現(xiàn)有超聲電機(jī)位置分辨率穩(wěn)定性、易出現(xiàn)死區(qū)及現(xiàn)有高精度、大行程驅(qū)動(dòng)所采用的電磁電機(jī)加微動(dòng)臺(tái)構(gòu)成的機(jī)構(gòu)復(fù)雜、體積大、驅(qū)動(dòng)控制難度大等問題。提出了基于壓電轉(zhuǎn)換的具有宏微雙重運(yùn)動(dòng)功能的新型直線微電機(jī),開展的研究?jī)?nèi)容如下:新型直線電機(jī)宏微摩擦驅(qū)動(dòng)的機(jī)理、動(dòng)力學(xué)建模與有限元計(jì)算、電機(jī)結(jié)構(gòu)、預(yù)壓力及螺栓預(yù)緊力的優(yōu)化設(shè)計(jì)、宏微驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)與仿真、運(yùn)動(dòng)參數(shù)檢測(cè)以及宏微驅(qū)動(dòng)的伺服控制。通過研究搞清了電機(jī)各環(huán)節(jié)之間的內(nèi)在動(dòng)作機(jī)制及相互聯(lián)系,明確了其運(yùn)動(dòng)機(jī)理,建立了直線電機(jī)的動(dòng)力學(xué)有限元模型,并結(jié)合有限元軟件,編制出相應(yīng)的分析計(jì)算程序,得到了定子的結(jié)構(gòu)形式、尺寸及定、動(dòng)子之間預(yù)壓力等對(duì)于該型電機(jī)推力的影響規(guī)律。分別采用壓電疊堆和鈸型復(fù)合壓電疊堆為驅(qū)動(dòng)單元,實(shí)現(xiàn)軸向位移的一次放大,再通過彈性撥齒的柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)將鈸型壓電疊堆輸出的微位移二次放大,優(yōu)化設(shè)計(jì)了該電機(jī)的新型結(jié)構(gòu)。以DSP28335為主控芯片,設(shè)計(jì)出了可同時(shí)調(diào)節(jié)、控制兩相電壓相位差、幅值、頻率,并且產(chǎn)生不同脈沖組合的驅(qū)動(dòng)電源,加上一套提前補(bǔ)償算法,實(shí)現(xiàn)了宏、微驅(qū)動(dòng)的無縫切換。以非接觸式光柵尺外加電容式微位移傳感器構(gòu)建出宏微驅(qū)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng),并通過試驗(yàn)測(cè)試得到新型宏微驅(qū)動(dòng)直線電機(jī)移動(dòng)速度、跟蹤定位精度及電機(jī)效率隨驅(qū)動(dòng)電壓幅值、相位差及頻率的變化規(guī)律;采用模糊自適應(yīng)增量式PID控制策略對(duì)控制系統(tǒng)修正調(diào)節(jié),結(jié)合多種控制手段,消除該電機(jī)的非線性,得到了較好的穩(wěn)態(tài)性、跟蹤的精確性、動(dòng)態(tài)響應(yīng)的快速性及對(duì)系統(tǒng)參數(shù)變化和不確定干擾的魯棒性。高精度直線電機(jī)及其控制系統(tǒng)是自動(dòng)化工藝裝備等領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)部件,開發(fā)和生產(chǎn)具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的新型高精度直線電機(jī)及其伺服控制系統(tǒng),對(duì)于提高我國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)、醫(yī)療、化學(xué)分析設(shè)備的研發(fā)水平,提升我國(guó)產(chǎn)業(yè)在國(guó)際產(chǎn)業(yè)分工體系中的地位意義重大。 2100433B
本申請(qǐng)項(xiàng)目為滿足電子信息產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域的對(duì)高精度、大行程驅(qū)動(dòng)電機(jī)的需求,針對(duì)現(xiàn)有超聲電機(jī)位置分辨率穩(wěn)定性差、易出現(xiàn)死區(qū)及現(xiàn)有高精度、大行程驅(qū)動(dòng)所采用的電磁電機(jī)加微動(dòng)臺(tái)構(gòu)成的機(jī)構(gòu)復(fù)雜、體積較大及驅(qū)動(dòng)控制難度大等問題,提出了基于壓電轉(zhuǎn)換的具有宏微雙重運(yùn)動(dòng)功能的新型直線微電機(jī)結(jié)構(gòu)積極驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng),采用理論分析、數(shù)值分析、模型試驗(yàn)和定量檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合及申請(qǐng)者現(xiàn)有的研究成果,研究分析直線電機(jī)宏微驅(qū)動(dòng)的新型結(jié)構(gòu)及摩擦驅(qū)動(dòng)的機(jī)理,建立含有邊界條件的新型直線電機(jī)的振子宏微動(dòng)力學(xué)模型,對(duì)結(jié)構(gòu)、預(yù)壓力及螺栓預(yù)緊力和驅(qū)動(dòng)電源進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),使其適于大行程、高分辨率驅(qū)動(dòng),建立相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng),揭示該電機(jī)宏微驅(qū)動(dòng)及穩(wěn)定工作的運(yùn)動(dòng)規(guī)律;給出該電機(jī)宏微驅(qū)動(dòng)及控制的優(yōu)化設(shè)計(jì)理論和方法,并以柱形復(fù)合振子作為驅(qū)動(dòng)器,創(chuàng)新設(shè)計(jì)該直線電機(jī)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)高分辨率、大行程、精確平穩(wěn)的驅(qū)動(dòng)與控制。該成果可廣泛應(yīng)用于大行程的高精密定位系統(tǒng)。
電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的電力驅(qū)動(dòng)組模塊主要有什么組成?
純電動(dòng)汽車的組成由電力驅(qū)動(dòng)主模塊、車載電源模塊和輔助模塊三大部分組成。電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的核心,也是區(qū)別于內(nèi)燃機(jī)汽車的最大不同點(diǎn)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的心臟,它由電機(jī)、功率轉(zhuǎn)化器、控制器、...
LCD是液晶顯示器的意思,LCD驅(qū)動(dòng)控制IC意思就是控制液晶顯示器顯示方式的集成電路芯片?! ⌒酒瑑?nèi)含恒流產(chǎn)生電路,可透過外掛電阻來設(shè)定輸出恒流值。透過芯片的使能端可以控制輸出通道的開關(guān)時(shí)間,切換頻率...
自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)測(cè)速發(fā)電機(jī)的要求
為保證電機(jī)性能可靠,測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電動(dòng)勢(shì)具有斜率高、特性成線性、無信號(hào)區(qū)小或剩余電壓小、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時(shí)輸出電壓不對(duì)稱度小、對(duì)溫度敏感低等特點(diǎn)。此外,直流測(cè)速發(fā)電機(jī)要求在一定轉(zhuǎn)速下輸出電壓交流分量小,無...
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針對(duì)盾構(gòu)機(jī)的刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了全新的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)選用8臺(tái)西門子G130系列變頻器,采用主從控制方式,重點(diǎn)解決多電機(jī)的同步運(yùn)行問題,實(shí)現(xiàn)了多臺(tái)電機(jī)之間的轉(zhuǎn)矩平衡。8臺(tái)變頻器同時(shí)響應(yīng)PLC的轉(zhuǎn)速給定信號(hào),每臺(tái)變頻器分別對(duì)各自的電機(jī)施加力矩,具備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定、電機(jī)力矩一致性好和易于維護(hù)等優(yōu)勢(shì)。在程序結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上,采用了應(yīng)用接口程序的編寫方式,使程序核心部分相對(duì)穩(wěn)定,又有靈活的擴(kuò)展及操作能力。
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新型節(jié)能制冷機(jī)用直線電機(jī)及驅(qū)動(dòng)控制——直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)制冷機(jī)的壓縮機(jī),省去了一般旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)時(shí)需將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)的曲柄聯(lián)桿機(jī)構(gòu),所以電機(jī)與壓縮機(jī)一體化設(shè)計(jì)后具有振動(dòng)小、壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。雙直線電機(jī)與制冷機(jī)壓縮機(jī)一體化設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)方案能夠...
微電機(jī)門類繁多,大體可分為直流電動(dòng)機(jī)、交流電動(dòng)機(jī)、自態(tài)角電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器、軸角編碼器、交直流兩用電動(dòng)機(jī)、測(cè)速發(fā)電機(jī)、感應(yīng)同步器、直線電機(jī)、壓電電動(dòng)機(jī)、電機(jī)機(jī)組、其他特種電機(jī)等13大類。
微電機(jī)綜合了電機(jī)、微電子、電力電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、精密機(jī)械、新材料等多門學(xué)科的高新技術(shù)行業(yè),尤其是電子技術(shù)和新材料技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)了微特電機(jī)技術(shù)進(jìn)步。
微電機(jī)品種眾多(達(dá)6000余種)、規(guī)格繁雜、市場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛,涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防裝備、人類生活的各個(gè)方面,凡是需要電驅(qū)動(dòng)的場(chǎng)合都可以見到微電機(jī)。
微電機(jī)制造工序多,涉及精密機(jī)械、精細(xì)化工、微細(xì)加工、磁材料處理、繞組制造、絕緣處理等工藝技術(shù),需要的工藝裝備數(shù)量大、精度高,為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量還需一系列精密的測(cè)試儀器,是投資性較強(qiáng)的行業(yè)。
簡(jiǎn)而言之,微電機(jī)行業(yè)是勞動(dòng)密集型和技術(shù)密集型的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。
本課是選自人教版小學(xué)四年級(jí)數(shù)學(xué)上冊(cè),第五單元例3的內(nèi)容。例3教學(xué)點(diǎn)到直線的距離和平行線間的距離處處相等。教材在例題中呈現(xiàn)了從一點(diǎn)向已知直線所畫的一條垂直線段和幾條不垂直的線段,讓學(xué)生通過度量,發(fā)現(xiàn)在這幾條線段中垂直的線段最短,這是垂直線段的性質(zhì)。接著教材揭示了點(diǎn)到直線的距離的概念:從直線外一點(diǎn)到這條直線所畫的垂直線段的長(zhǎng)度,叫做這點(diǎn)到這條直線的距離。垂直線段的性質(zhì)在以后的學(xué)習(xí)和生活中經(jīng)常用到。點(diǎn)到直線的距離則不僅是學(xué)習(xí)垂直的重要內(nèi)容之一,而且在生活中有著廣泛的應(yīng)用。
她是一位女強(qiáng)人,她帶領(lǐng)微宏銷售團(tuán)隊(duì)取得今天令人稱道的成績(jī),無疑是十分有膽識(shí)與韜略的,她慷慨激昂,在職場(chǎng)縱橫捭闔;她又是一位感性的女人,思路清晰,言談之中充滿溫情,她就是微宏動(dòng)力高級(jí)銷售副總裁何欣。
如果說干練是職場(chǎng)之中杰出女性的標(biāo)簽,那么坦誠(chéng)、專業(yè)、務(wù)實(shí)、負(fù)責(zé)就是對(duì)這個(gè)標(biāo)簽的最佳注解。而這些特征,記者與何欣交談時(shí)都感受到了。其實(shí),來微宏之前,何欣沒有接觸過動(dòng)力電池,但能夠在眾多的應(yīng)聘者之中脫穎而出,被微宏動(dòng)力董事長(zhǎng)兼總裁吳揚(yáng)慧眼選中,自有她的獨(dú)到之處。營(yíng)銷領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)非常殘酷,為了達(dá)成目標(biāo),有些人信口開河,有些人不擇手段。何欣卻用坦誠(chéng)打開局面,用專業(yè)贏得整車企業(yè)的尊重、用負(fù)責(zé)換來公交企業(yè)的信任。何欣將微宏快充電池遠(yuǎn)銷海外,在以微宏快充品質(zhì)服務(wù)社會(huì)的同時(shí),也展示了一位職場(chǎng)女強(qiáng)人的美麗與魅力。
以心交心,坦誠(chéng)贏得整車企業(yè)尊重
沒有汽車領(lǐng)域的資源,何欣就帶著團(tuán)隊(duì)去逐一拜訪各大汽車企業(yè)。全國(guó)有200多家動(dòng)力電池企業(yè),對(duì)于整車企業(yè)的人來說,他們接觸過各類型的產(chǎn)品和營(yíng)銷人員,對(duì)于微宏的來訪,他們也是抱著姑且聊聊的心態(tài)。
“快充、長(zhǎng)壽命、高安全”是微宏一貫秉持的原則,有著鮮明的特色,但讓大家接受卻不是一件容易的事。2014年的時(shí)候,市場(chǎng)上流行磷酸鐵鋰電池,數(shù)小時(shí)的充電時(shí)間成為新能源汽車的痛點(diǎn)。微宏研發(fā)的快充電池只要10分鐘充滿,充電就像加油一樣快。
我國(guó)自從2009年試點(diǎn)推廣新能源汽車后,電池衰減的新聞不時(shí)被媒體曝光。微宏的快充電池使用壽命長(zhǎng)達(dá)8年,用戶不會(huì)受到電池中途更新帶來成本的困擾。
電動(dòng)汽車起火燃燒的新聞讓老百姓心有余悸,普遍擔(dān)心電動(dòng)汽車的安全。然而,微宏研發(fā)的快充電池具有高安全性,投放市場(chǎng)以來從未發(fā)生因電池引發(fā)的安全事故,是全球少數(shù)幾家從沒有電池起火的企業(yè)。何欣介紹這一特點(diǎn)時(shí),整車企業(yè)的人靜靜地聽著。
說完這些,何欣開始說產(chǎn)品的其他特性,能量密度不如磷酸鐵鋰電池高,相關(guān)政策對(duì)快充電池的支持力度不如磷酸鐵鋰電池強(qiáng)等。當(dāng)何欣話一說完,整車企業(yè)的人就站起來了,何欣以為他們要離開,他們卻走到何欣面前說:“很多營(yíng)銷人員都是只說產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn),你卻很客觀、很坦誠(chéng)。”
以心交心,何欣帶著真誠(chéng)用數(shù)月時(shí)間拜訪了幾乎所有的整車企業(yè),用專業(yè)贏得了尊重和信賴,也打開了微宏快充電池市場(chǎng)開拓的新局面。
負(fù)責(zé)換來公交企業(yè)信任
作為電動(dòng)客車的大用戶,公交企業(yè)的技術(shù)力量不算強(qiáng),多年來的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累,他們?cè)谑褂眯Ч徒?jīng)濟(jì)性上更在行。面對(duì)公交企業(yè)的需求,何欣每次溝通都坦誠(chéng)地講微宏電池的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)與短板,專業(yè)、負(fù)責(zé)換來了信任。
使用電動(dòng)汽車都要建充電樁,公交企業(yè)曾經(jīng)很頭痛充電樁建設(shè)問題。數(shù)小時(shí)的充電時(shí)間,樁車比達(dá)到1∶2才能滿足需求,這意味著車隊(duì)需要建設(shè)大量的充電樁,對(duì)于大多數(shù)公交企業(yè)來說,很難劃出土地建設(shè)數(shù)量眾多的充電樁。微宏的快充電池,樁車比只要1∶15,即150輛的車隊(duì),安裝10根充電樁就夠了,占地很少。
油電差價(jià)體現(xiàn)出電動(dòng)汽車的優(yōu)勢(shì),快充電池與慢充電池的優(yōu)勢(shì)又不相同。微宏的快充電池單價(jià)比磷酸鐵鋰高,但是微宏的快充電池只要安裝138度電,磷酸鐵鋰至少要300度電才能勉強(qiáng)滿足一天的行駛需求??傮w上,微宏的快充電池比磷酸鐵鋰成本低不少,比磷酸鐵鋰電動(dòng)客車更快收回成本,快充對(duì)電動(dòng)客車來說是一個(gè)更優(yōu)的解決方案。而如何得到客車企業(yè)信任,則需要對(duì)產(chǎn)品和行業(yè)有更專業(yè)的把握。
有公交企業(yè)的人說,有些電池企業(yè)的人只說優(yōu)勢(shì),不說缺點(diǎn),而且說完了就希望公交企業(yè)下訂單。何欣不是這樣,不回避能量密度低、政策支持力度小的問題,每次溝通后都等待公交企業(yè)理性思考后做出決定。
“國(guó)內(nèi)生產(chǎn)快充電池的企業(yè)不只微宏一家,公交企業(yè)為什么更青睞微宏?”《中國(guó)汽車報(bào)》記者問。
“技術(shù)優(yōu)勢(shì)是堅(jiān)強(qiáng)后盾,用專業(yè)換來每一位用戶的信任,用負(fù)責(zé)解除他們后顧之憂。”何欣說。
微宏開發(fā)的不燃燒電解液,是電池安全的首要技術(shù)改進(jìn),但不燃燒的同時(shí)還要實(shí)現(xiàn)快充卻有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)難度,全世界只有微宏研發(fā)出來;同時(shí),普通的電池隔膜耐受溫度僅為120℃,微宏研發(fā)的耐高溫隔膜卻能達(dá)到300℃;即便如此,微宏還有第三重防護(hù)措施智能熱控流體(Smart Thermal Liquid(STL))被動(dòng)防御技術(shù),通過在電池系統(tǒng)中加入了硅油增強(qiáng)系統(tǒng)安全性,硅油有很強(qiáng)的阻燃作用,在變壓器中廣泛使用。
何欣說:“不燃燒電解液減少失控能量,解決的是可燃物的問題,耐高溫隔膜減緩能量釋放,解決的是著火源問題,智能熱控流體(STL)被動(dòng)防御技術(shù)通過浸沒的方式,使泄漏的電解液不接觸空氣,從而使安全更有保障?!?/p>
講自己的優(yōu)勢(shì)很容易變成吹噓,為了讓用戶對(duì)微宏的技術(shù)優(yōu)勢(shì)有真實(shí)的體驗(yàn),何欣每次帶著用戶看真實(shí)的實(shí)驗(yàn)對(duì)比,讓用戶在眼見為實(shí)中打消擔(dān)憂。
天道酬信,團(tuán)隊(duì)一以貫之
很多年來,國(guó)內(nèi)只有恒通客車配裝微宏的快充電池,微宏曾是恒通的股東,使用微宏的電池順理成章。2014年之前,除恒通客車之外,幾乎沒有汽車企業(yè)使用微宏的電池,如今,微宏已是國(guó)內(nèi)排名前十的電池企業(yè),2018年1月更是實(shí)現(xiàn)開門紅,微宏裝機(jī)量54.11MWh,綜合排名第6,在純電客車市場(chǎng)排名第二,插電客車市場(chǎng)排名第一。
“我始終相信以心換心,你對(duì)別人講誠(chéng)信才能換來別人的尊重與信任。我不僅自己如此,也要求團(tuán)隊(duì)所有的人都是如此?!焙涡勒f。
何欣時(shí)常告誡團(tuán)隊(duì)的人,不要僅僅局限于關(guān)系型營(yíng)銷,新能源的專業(yè)性很強(qiáng),一定要把自己塑造成懂技術(shù)、能幫助提供解決方案技術(shù)型銷售人才?!安灰欢ǚ且醇夹g(shù)類書籍,歷史、文學(xué)、科技、哲學(xué)等廣泛涉獵,提高自身修養(yǎng),建立和客戶更高層次的交流”何欣說。
何欣接著說:“微宏是一家很規(guī)范的企業(yè),本身就很講誠(chéng)信,與我一貫的信念一致,我只是把微宏的誠(chéng)信傳達(dá)給了用戶。人與人之間講誠(chéng)信才能建立良好的溝通渠道,這也是微宏多年來開拓電池市場(chǎng)的最有力辦法。”
天道酬信,何欣一直堅(jiān)持的理念也得到現(xiàn)實(shí)驗(yàn)證。2014年2月,何欣入職微宏,一個(gè)以前沒有接觸過動(dòng)力電池的人,憑著坦誠(chéng)與用戶打交道,3個(gè)月后就接到了大訂單,此后大訂單持續(xù)不斷。2014年11月2日,微宏動(dòng)力拿到了北京公交集團(tuán)370臺(tái)純電動(dòng)客車快充電池系統(tǒng)訂單,這是微宏首次進(jìn)入北京市場(chǎng),并為彼時(shí)即將舉辦的APEC峰會(huì)服務(wù),憑借這個(gè)以及后續(xù)的訂單,微宏在2016年北京公交市場(chǎng)中純電動(dòng)的占有率一度達(dá)到了65%以上。與此同時(shí),西安、青島、大連等地也不斷納入快充的版圖,到目前為止,微宏快充電池已在全球160余個(gè)城市運(yùn)行。
坦誠(chéng)專業(yè)、務(wù)實(shí)負(fù)責(zé),這些品質(zhì)閃現(xiàn)在一個(gè)柔美女性身上,剛?cè)岵?jì)成就何欣獨(dú)特的美麗與魅力。我相信,微宏產(chǎn)品在她帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)推廣下,將會(huì)更加深入人心,更好服務(wù)社會(huì)。