圓筒型永磁同步直線電機(jī)電磁特性分析及伺服控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著微處理器技術(shù)、電力電子技術(shù)、永磁材料制造工藝和現(xiàn)代控制理論的發(fā)展,交流伺服系統(tǒng)應(yīng)用越來越廣泛。永磁同步直線電機(jī)因其優(yōu)異的自身特性,被越來越多地應(yīng)用于高速、高精密進(jìn)給交流伺服系統(tǒng)。
　　 本文首先介紹了課題的研究背景及意義,直線電機(jī)的發(fā)展歷史及其國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r,給出了直線電機(jī)的工作原理和本課題直線電機(jī)的基本結(jié)構(gòu),進(jìn)而在電機(jī)電磁場基礎(chǔ)理論和有限元方法基本原理的基礎(chǔ)上,運(yùn)用Ansoft仿真軟件,建立了本課題電機(jī)的二維電磁場分析模型

2、。磁場分析時(shí),從發(fā)電模式和電動(dòng)模式兩個(gè)方面出發(fā)。發(fā)電狀態(tài)時(shí),側(cè)重于空載和負(fù)載磁場的分析,得到三相繞組空載反電動(dòng)勢和負(fù)載電磁力波形。電動(dòng)狀態(tài)時(shí),側(cè)重于推力波動(dòng)的抑制,以推力大及其波動(dòng)小為優(yōu)化目標(biāo),討論了各電機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)對推力的敏感程度,且經(jīng)有限元計(jì)算得到各參數(shù)的最優(yōu)值；在分析永磁同步直線電機(jī)推力波動(dòng)產(chǎn)生機(jī)理的基礎(chǔ)上,得出引起直線電機(jī)推力波動(dòng)的主要因素,并給出針對各影響因素可采取的抑制措施:采用FEM有限元法優(yōu)化初級鐵心長度,改變齒槽槽型及極

3、弧系數(shù)的方案,來減小端部效應(yīng)和齒槽效應(yīng)引起的推力波動(dòng)。有限元仿真結(jié)果表明了方法的有效性,為今后在這一領(lǐng)域的進(jìn)一步研究提供了一定的基礎(chǔ)。
　　 基于矢量控制的基本原理、控制方法以及SVPWM脈寬調(diào)制,給出了永磁同步直線電機(jī)在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,設(shè)計(jì)了伺服系統(tǒng)所采用的id=0的矢量控制方案。在硬件上,搭建了以DSPTMS320F2812為核心的伺服控制系統(tǒng)控制電路；在軟件上,采用C語言編程,實(shí)現(xiàn)了矢量控制方案。最后,對永磁同步直