振动筛的电磁永磁复合驱动方式原理

豆浆振动筛设备的整个力控振动平台控制系统基于NI公司Labview软件，以振动平台面和模拟被测件之间的界面力信号作为反馈信号，以PID作为控制器，搭建一闭环控制系统。对电磁-永磁复合驱动的力控振动平台，对豆浆振动筛振动平台输出力的控制归根于控制数字恒流源的电流输出。在设计的控制系统中，通过数据采集卡对压电力传感器的输出力信号进行采集；对豆浆振动筛数字恒流源控制指令接发送则通过串口来实现。

在豆浆振动筛小型化振动驱动器的电磁-机械耦合设计和第四章小型化振动驱动器实验测试和理论对比分析的基础上，本章展开了电磁-永磁复合驱动力控振动平台的电磁-机械集成设计。其中豆浆振动筛力控振动平台机械设计主要包括永磁转子、电磁-永磁耦合驱动中心、定位抬升机构、盛蜡散热开合机构、压电传感环节和载物平台设计；随后进行了豆浆振动筛永磁体转子和振动平台关键承力件的结构强度校核、振动平台和典型微星被测件的模态分析；在电磁设计环节，基于有限元软件，对振动平台电磁-机械耦合驱动心进行了磁路虚真，确定了豆浆振动筛驱动中心外部导磁层的结构和形状。至后以Labview软件为平台，基于PID控制器，完成了整个力控振动平台控制系统的设计。

主要创新

(1)豆浆振动筛传统电磁力和电磁力扭矩计算方法不能给出偏摆过程中永磁体转子随电流和自身偏摆角度的表达式。鉴于此，作者基于电磁学中永磁体面磁荷模型和等效面电流基本原理，从一个新的理论角度推导了豆浆振动筛永磁体转子电磁力扭矩随本身偏摆角度和外部螺线管励磁电流变化的表达式，该模型能在一定电流和偏摆角度范围内简化计算和模拟过程。

(2)由于，豆浆振动筛小型化振动驱动器中的永磁体转子在电磁场中受到的电磁力扭矩量级小，通过扭矩传感器不易直接测量，在研究过程中作者利用高精度位移传感器测量了永磁体转子的竖直偏摆位移，之后通过数学变换间接计算了电磁力扭矩。

(3)研究验证了发明专利提出的豆浆振动筛的电磁永磁复合驱动方式原理和在微驱动及传统大行程、精密振动驱动领域应用的可行性。

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