Minimizing Parasitic forces in Ironcore Linear motors
Author
Salvatierra Bellido, Mariano Andres
Term
4. term
Education
Publication year
2026
Submitted on
2026-05-29
Abstract
This project examines unwanted forces and torques—known as parasitic effects—in an iron‑core Linear Permanent Magnet Synchronous Motor (LPMSM). These effects can reduce the motor’s ability to position accurately, remain stable at standstill, and move smoothly, which is critical in high‑precision applications. To measure and understand these effects, an experimental test platform was built, consisting of a linear motor, a custom control system, and a multi‑axis force/torque measurement setup. The experiments showed clear, periodic relationships between the motor’s position, the current supplied to it, and the resulting parasitic forces and torques along the magnetic pitch of the motor (the basic repeating length of the magnetic pattern). Based on these observations, an analytical model was developed to describe the dominant pitch torque behavior. This model was used to create a compensation map, which was integrated into the control system by injecting additional currents. The proposed compensation approach reduced the measured pitch torque while keeping the motor operating stably. The results provide a practical method for analyzing and compensating parasitic effects in LPMSM systems and form a basis for future advances in high‑precision motion control.
Dette projekt undersøger uønskede kræfter og drejningsmomenter – såkaldte parasitiske effekter – i en lineær permanentmagnet-synkronmotor (LPMSM) med jernkerne. Sådanne effekter kan forringe motorens evne til at placere sig præcist, stå stabilt stille og bevæge sig jævnt, hvilket er kritisk i højpræcisionsanlæg. For at kunne måle og forstå disse forhold blev der opbygget en eksperimentel testplatform med en lineær motor, et specialudviklet styresystem og et målesystem, der kan registrere kræfter og drejningsmomenter i flere retninger. Målingerne viste tydelige, periodiske sammenhænge mellem motorens position, den strøm der tilføres motoren, og de parasitiske kræfter og drejningsmomenter langs motorens magnetiske pitch (den grundlæggende gentagelseslængde i magnetmønstret). På baggrund af disse observationer blev der udviklet en analytisk model, som beskriver den dominerende pitch-drejningsmomentadfærd. Modellen blev brugt til at lave et kompensationskort, der blev indbygget i styresystemet ved hjælp af ekstra strøminjektion. Denne kompensationsmetode reducerede det målte pitch-drejningsmoment, samtidig med at motoren forblev stabil i drift. Resultaterne giver en praktisk metode til at analysere og modvirke parasitiske effekter i LPMSM-systemer og lægger grunden for videre udvikling af højpræcise bevægelsesstyringsløsninger.
[This abstract has been rewritten with the help of AI based on the project's original abstract]
Keywords