基于無(wú)槽圓筒型永磁同步直線電機(jī)的伺服系統(tǒng)研究.pdf

1、高檔數(shù)控機(jī)床是指具有高速、高精度和多軸加工能力的機(jī)床，而直線電機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)采用零傳動(dòng)方式，不僅改變了傳統(tǒng)的滾珠絲杠傳動(dòng)方式存在的先天性缺點(diǎn)，而且具有速度高、加速度大、定位精度高行程長(zhǎng)不受限制等優(yōu)點(diǎn)，令其在數(shù)控機(jī)床高速進(jìn)給系統(tǒng)領(lǐng)域逐漸發(fā)展為主導(dǎo)方向。但是直線電機(jī)自身的定位力波動(dòng)等問(wèn)題在一定程度上限制了其在這方面的應(yīng)用。
　　本文主要針對(duì)一款無(wú)槽圓筒永磁直線同步電機(jī)磁負(fù)荷較低和定位力問(wèn)題展開(kāi)相關(guān)研究，以提高推力和降低定位力波動(dòng)為研究目標(biāo)

2、。
　　首先針對(duì)無(wú)槽圓筒型永磁同步直線電機(jī)物理氣隙長(zhǎng)，氣隙磁場(chǎng)弱的問(wèn)題，對(duì)磁極結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，采用凸形新型磁極結(jié)構(gòu)，并優(yōu)化獲取最佳的磁極參數(shù)，提高氣隙磁密，降低漏磁，提高該型電機(jī)的額定推力。仿真驗(yàn)證了凸形磁極結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)。隨后針對(duì)無(wú)槽圓筒型永磁同步直線電機(jī)的縱向端部效應(yīng)引起的推力波動(dòng)問(wèn)題，通過(guò)對(duì)端部鐵芯結(jié)構(gòu)的補(bǔ)償研究，進(jìn)一步降低定位力，提高了電機(jī)的整體性能。通過(guò)仿真驗(yàn)證了該方案的正確性及有效性。最后研制了樣機(jī)，并搭建了直線電機(jī)的

3、樣機(jī)靜態(tài)測(cè)試平臺(tái)，完成了直線電機(jī)的相關(guān)測(cè)試工作。
　　其次推導(dǎo)了無(wú)槽圓筒型永磁同步直線電機(jī)在三相靜止坐標(biāo)系和兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，并在Matlab/Simulink環(huán)境下搭建了相應(yīng)的伺服控制系統(tǒng)。針對(duì)無(wú)槽圓筒型永磁同步直線電機(jī)的定位力問(wèn)題，提出了基于定位力分段擬合的電流補(bǔ)償控制策略，詳細(xì)分析了無(wú)槽圓筒型永磁同步直線電機(jī)的定位力特點(diǎn)，并通過(guò)建立定位力的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行擬合，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該補(bǔ)償控制策略的可行性及有效性。