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1、動磁式音圈電機的開發(fā)與應用Developmentandapplicationofamovingmagnetvoicecoilmotor工程領域：化學工程作者姓名：吳昊指導教師：陳剛教授企業(yè)導師：賈立輝高級工程師天津大學化工學院二零一七年五月萬方數據萬方數據獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是本人在導師指導下進行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得天津大學或其他教育機構的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了
2、謝意。學位論文作者簽名：簽字日期：年月日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解天津大學有關保留、使用學位論文的規(guī)定。特授權天津大學可以將學位論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學校向國家有關部門或機構送交論文的復印件和磁盤。（保密的學位論文在解密后適用本授權說明）學位論文作者簽名：導師簽名：簽字日期：年月日簽字日期：年月日萬方數據萬方數據摘要音圈電機作為特種直線電機，越來越多的被應用于各行業(yè)領域。其中，動磁式音圈電機憑借其優(yōu)良的性能，逐漸得到了更廣泛的關注。國外對于音圈電機的技
3、術研究已經趨于成熟，而國內對其的研究工作卻仍處于初級階段。本文從動磁式的作動原理出發(fā)，設計并開發(fā)了一臺大推力、大行程、可實現高頻作動的動磁式音圈電機。應用多物理場耦合模擬軟件Comsol5.2對電機的核心結構進行了模擬對比分析，同時對電機結構的關鍵參數進行了參數化掃描計算。計算結果表明，電機的推力隨永磁體的厚度和寬度的增大而先增大后趨于不變，隨線圈匝數的增加而先增大后趨于不變，隨氣隙尺寸的增大而先減小后不變。本文還以自制的動磁式音圈電機為作動器構建了一套疲勞試驗系統(tǒng)，并對硫化天然橡膠材料進行了疲勞性能測試。試驗結果表明，硫化天然橡膠的疲勞壽命會隨著應變
4、幅值的增大和加載頻率的提高而變短。同時，還進行了大位移幅值的疲勞試驗和靜態(tài)壓縮試驗。上述試驗驗證了該動磁式音圈電機能夠提供靜態(tài)最大載荷±750N，動態(tài)最大載荷±1250N的作動力，載荷精度0.001N；能夠提供40mm的位移行程，位移精度0.1μm；能夠提供0.001~50Hz的作動頻率，且長時間運行穩(wěn)定，清潔無噪聲。關鍵詞：音圈電機，動磁式，有限元方法，疲勞性能，硫化天然橡膠I萬方數據II萬方數據ABSTRACTAsaspeciallinearmotor,voicecoilmotoriswidelyusedinvariousindustries.Am
5、ongthem,themoving-magnetvoicecoilmotorgraduallygetsabroaderattentionbecauseofitsexcellentperformance.Theresearchforvoicecoilmotorhastendedtobematureinforeigncountries,butstillisinprimarystageinChina.Inthispaper,accordingtotheprincipleofmoving-magnettype,amoving-magnetvoicecoilmo
6、tor,whichcanprovidealargethrust,largedisplacementandhighfrequency,hasbeendeveloped.AndthemainstructureofthemotorissimulatedbyusingtheComsol5.2Multiphysicssoftware.Atthesametime,thekeyparametersofthemotorstructurearecalculatedbyParameterSweepmethod.Thecalculationresultsshowthatth
7、ethrustofthemotorincreaseswiththeincreaseofthethicknessandwidthofthePM,andincreaseswiththeincreaseofthenumberofturns,andthenincreaseswiththeincreaseoftheairgapsize,buttendstosaturateall.Inthispaper,afatiguetestsystemwasconstructedbyusingthismoving-magnetvoicecoilmotorastheactuat
8、or,andthefatiguetestsofthevulcanizednaturalrubb
