基于繞線式無軸承異步電機機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。實現(xiàn)高速加工需要高性能的高速機床,而高速電主軸是高速加工的核心部件,因此高速加工對機床電主軸提出了更高的要求,對高轉(zhuǎn)速、高精度、長壽命的高速電主軸的需求同趨迫切。無軸承電機是一種新型的能夠?qū)崿F(xiàn)懸浮與轉(zhuǎn)矩控制的高速電機,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、無磨損、無需潤滑、壽命長等一系列優(yōu)點,在航天、機械制造、化工

2、、機器人等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。無軸承異步電機具有結(jié)構(gòu)簡單、易于弱磁、可靠性高等優(yōu)點,是國內(nèi)外最早研究的類型之一。本文設(shè)計了一種新型的五自由度繞線式無軸承異步電機電主軸系統(tǒng),并對其進行了研究。研究工作如下:
　　 (1)介紹了五自由度繞線式無軸承異步電機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理,五自由度繞線式無軸承異步電機由三自由度混合磁軸承和兩自由度繞線式無軸承異步電機組成,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)計了一種新型的繞線式無軸承異步電機,并分析了徑向力和轉(zhuǎn)矩,與鼠籠式無軸承異步電機相比,繞線式無軸承異步電機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軸承異步電機高速電主軸系統(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