基于無槽圓筒型永磁同步直線電機的伺服系統研究.pdf

1、高檔數控機床是指具有高速、高精度和多軸加工能力的機床，而直線電機進給系統采用零傳動方式，不僅改變了傳統的滾珠絲杠傳動方式存在的先天性缺點，而且具有速度高、加速度大、定位精度高行程長不受限制等優(yōu)點，令其在數控機床高速進給系統領域逐漸發(fā)展為主導方向。但是直線電機自身的定位力波動等問題在一定程度上限制了其在這方面的應用。
　　本文主要針對一款無槽圓筒永磁直線同步電機磁負荷較低和定位力問題展開相關研究，以提高推力和降低定位力波動為研究目標

2、。
　　首先針對無槽圓筒型永磁同步直線電機物理氣隙長，氣隙磁場弱的問題，對磁極結構進行了優(yōu)化，采用凸形新型磁極結構，并優(yōu)化獲取最佳的磁極參數，提高氣隙磁密，降低漏磁，提高該型電機的額定推力。仿真驗證了凸形磁極結構的結構優(yōu)勢。隨后針對無槽圓筒型永磁同步直線電機的縱向端部效應引起的推力波動問題，通過對端部鐵芯結構的補償研究，進一步降低定位力，提高了電機的整體性能。通過仿真驗證了該方案的正確性及有效性。最后研制了樣機，并搭建了直線電機的

3、樣機靜態(tài)測試平臺，完成了直線電機的相關測試工作。
　　其次推導了無槽圓筒型永磁同步直線電機在三相靜止坐標系和兩相旋轉坐標系下的數學模型，并在Matlab/Simulink環(huán)境下搭建了相應的伺服控制系統。針對無槽圓筒型永磁同步直線電機的定位力問題，提出了基于定位力分段擬合的電流補償控制策略，詳細分析了無槽圓筒型永磁同步直線電機的定位力特點，并通過建立定位力的數學模型進行擬合，通過實驗驗證了該補償控制策略的可行性及有效性。