2013年度北京市科学技术奖一等奖获奖项目展示

大功率直线电机变频驱动系统关键技术研发及应用 主要完成单位：中国科学院电工研究所 该成果涉及电力电子、电机、电力拖动及自动化等多个学科领域。成果着力突破大功率直线电机分析设计与制造、大功率变频驱动系统及高性能控制等核心技术,研制出国家重点工程急需的大功率直线电机和变频驱动装置,实现国产化,摆脱对国外技术依赖。主要创新点有：     

直线电机代替液压（气动）缸结构部分的研究

本文从现有液压与气动系统存在的弊端出发，列举了直线电机的优点，验证了直线电机代替液压缸、气缸的可行性；从结构角度出发，介绍了直线电机的工作原理，重点介绍了直线电机的结构，详述了直线电机的边缘效应。     

新型磁通切换永磁直线电动机的静态特性

提出了一种应用于直线驱动数控机床的新型磁通切换永磁直线电动机.首先,给出了该电机的二维和三维拓扑结构,介绍了该直线电动机的基本工作原理,并分析了2种典型位置的磁场情况.其次,采用二维有限元的方法,对电机的磁链特性、反电动势特性、电感特性等静态特性进行了深入的研究.对2种不同铁芯结构磁通切换永磁直线电机的定位力进行了对比...     

基于新型自适应遗传算法的直线感应电机的优化设计(英文)

为了提高直线感应电机的力能指标,提出一种新型自适应遗传算法,并对直线感应电机进行了优化设计.采用佳点集理论对遗传算法的初始化种群进行均匀设计,提高了遗传算法的优化效率.同时利用sigmoid函数改进了交叉概率和变异概率,使交叉率和变异率按照个体的适应度在平均适应度和最大适应度之间随sigmoid曲线进行非线性调整.在分析直线感应电机与旋转电机物理结构差异的基础上,得到考虑边端效应的直线感应电机的稳态性能,并给出直线感应电机力能指标的优化模型.通过对优化后的设计方案与原设计方案的比较发现:直线感应电机的力能指标显著提高,验证了方法的有效性.     

直线电动机模型二例

设想将一台旋转运动的电动机沿着半径方向切开,展平,就成了一台直线电动机,也叫直线电机．在直线电机中,相当于旋转电机定子的,叫初级;相当于旋转电机转子的,叫次级．在初级中通以交流,次级就在电磁力的作用下沿着初级做直线运动．这就是直线电机模型．在实际应用中,直线电机既可以把初级做得很长,也可以把次级做得很长;既可以固定初级。移动次级,也可以固定次级。移动初级．     

基于DSP的交流同步直线电机伺服控制系统

阐述了交流同步直线电机的工作原理,给出了以DSP为核心构成的全数字控制系统的硬件及数字PID的软件设计方法.实验结果表明控制系统的定位精度在 4μm之间,验证了伺服控制系统的可行性.     

数控机床用智能控制器的设计

研究与开发性能优良的进给伺服系统是现代数控机床的关键技术之一.将模糊控制应用于数控机床的直线电机位置伺服系统中,通过仿真结果表明,将模糊控制技术和传统的PID控制相结合的进给控制器提高响应速度的同时,也改善了系统的适应能力、减小了稳态误差.     

基于SVPWM的初级永磁型直线电机直接推力控制系统

针对初级永磁型直线电机（PPMLM）控制系统采用传统的直接推力控制,虽然结构简单、易于实现,但存在推力波动较大的缺陷,为进一步提高其系统稳定性,克服传统直接推力控制的弱点,设计了基于空间矢量脉宽调制（SVPWM）的初级永磁型直线电机直接推力控制系统。通过MATLAB/Simulink仿真表明,采用基于SVPWM的直接推力控制不仅能够使系统更加稳定地工作,缩短系统动态响应时间,而且对初级永磁型直线电机的推力和磁链波动具有较为明显的抑制效果。     

新型单足式纵弯复合模态直线超声电机的设计

提出了一种新型结构的直线超声电机,对其驱动原理进行了简要分析;利用有限元软件ANSYS对复合振子进行模态分析和谐波响应分析,计算出复合振子结构尺寸改变对其一阶纵向伸缩和二阶弯曲振动模态频率的影响,得出了两模态频率对结构参数的相对灵敏度;有限元分析结果为复合振子的结构优化设计和电机输出性能的预估提供了有益的参考,据此设计出符合模态简并的复合振子结构及电机的总体结构.     

直线电动机模型类题目赏析

磁悬浮列车就是用直线电机来驱动的,直线电机模型2007年首次在高考中出现,2008年又出现,笔者认为以后高考中还要多次出现,并成为热点．此类题能考察法拉第电磁感应定律、楞次定律、闭合电路欧姆定律、安培力的大小和方向、电磁感应中的功能关系、牛顿运动定律等有关知识点,考察面很广,是选拔人才很好的题型．