基于繞線式無(wú)軸承異步電機(jī)機(jī)床高速電主軸的研究.pdf

1、隨著制造業(yè)的飛速發(fā)展,高速加工能有效的提高生產(chǎn)效率和降低成本,高速加工技術(shù)得到了迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)高速加工需要高性能的高速機(jī)床,而高速電主軸是高速加工的核心部件,因此高速加工對(duì)機(jī)床電主軸提出了更高的要求,對(duì)高轉(zhuǎn)速、高精度、長(zhǎng)壽命的高速電主軸的需求同趨迫切。無(wú)軸承電機(jī)是一種新型的能夠?qū)崿F(xiàn)懸浮與轉(zhuǎn)矩控制的高速電機(jī),它從根本上改變了傳統(tǒng)軸承的支撐方式,具有轉(zhuǎn)速高、密封性好、無(wú)磨損、無(wú)需潤(rùn)滑、壽命長(zhǎng)等一系列優(yōu)點(diǎn),在航天、機(jī)械制造、化工

2、、機(jī)器人等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。無(wú)軸承異步電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于弱磁、可靠性高等優(yōu)點(diǎn),是國(guó)內(nèi)外最早研究的類型之一。本文設(shè)計(jì)了一種新型的五自由度繞線式無(wú)軸承異步電機(jī)電主軸系統(tǒng),并對(duì)其進(jìn)行了研究。研究工作如下:
　　 (1)介紹了五自由度繞線式無(wú)軸承異步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理,五自由度繞線式無(wú)軸承異步電機(jī)由三自由度混合磁軸承和兩自由度繞線式無(wú)軸承異步電機(jī)組成,分析了這兩部分的電磁力產(chǎn)生原理,分別建立了數(shù)學(xué)模型,采用SVM-DTC

3、控制策略,給出了控制系統(tǒng)的控制框圖。
　　 (2)用Ansoft/Maxwell軟件設(shè)計(jì)了一種新型的繞線式無(wú)軸承異步電機(jī),并分析了徑向力和轉(zhuǎn)矩,與鼠籠式無(wú)軸承異步電機(jī)相比,繞線式無(wú)軸承異步電機(jī)在相同條件下可以得到更大的徑向力和更穩(wěn)定的轉(zhuǎn)矩。隨后用Matlab/Simulink工具搭建了繞線式無(wú)軸承異步電機(jī)高速電主軸系統(tǒng)的仿真模型,使用SVM-DTC控制方法做了相關(guān)仿真的研究工作。
　　 (3)利用TI公司的TMS320F