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用于摆镜扫描的音圈电动机设计

2018-12-29刘日龙刘仁鑫

微特电机 2018年12期

刘日龙,刘仁鑫

(江西农业大学,南昌330045)

0 引 言

转镜式傅里叶变换光谱仪采用摆动扫描机构驱动对称布局的动镜运动,为了实现这一特定的动镜驱动方式,在选择运动执行器时,需要考虑其控制特性和驱动能力等。步进电动机对位置控制精度较好,但是它的瞬时速度变化大,无法实现持续的匀速运动。同步电动机需要交流电源,且加速和减速过程比较缓慢,因此不适合基于空间应用的动镜摆扫运动。

音圈电动机具有结构简单、体积小及响应速度快等特点,可实现无机械接触运动,传动部件机械损耗小,且可密封成整体。这些显著优点使得大部分基于空间遥感应用的干涉光谱仪都使用音圈电动机作为动镜驱动装置[1-2]。

本文采用音圈电动机作为新型傅里叶变换光谱仪摆镜驱动电机,它是一种动圈式直线电动机,可以较好地完成小幅度摆动扫描动作。音圈电动机动子通过连杆带动摆扫平台,驱动摆镜进行摆动扫描。

1 摆镜扫描运动参数确定

傅里叶变换光谱仪要实现要求的0.625 cm-1高光谱分辨率,就需要长达1.6 cm以上的光程差。依据干涉仪的设计要求,摆镜匀速段的角速度ω=0.553 rad/s。

系统采用音圈电动机来驱动干涉机构进行摆动扫描,为了把直线运动转换为摆动,设计连杆来连接电机和摆扫机构,这将使得摆扫机构的运动参数计算具有一定的灵活性,因为连杆长度的变化将直接导致音圈电动机力常数km要求也不相同。连杆长度为电机动子到摆扫机构回转中心的距离,取其值为20 cm。……

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