永磁同步直線電機伺服控制與檢測系統(tǒng)的應用研究.pdf

1、直線電機經過了一個多世紀的研究與發(fā)展，日益受到人們的重視，特別是高速加工技術的發(fā)展有效地促進了直線電機在數(shù)控機床上的成功應用。目前雖然國內一些廠家和研究單位己具備了設計制造直線電機的能力，但是直線電機伺服控制系統(tǒng)的開發(fā)與應用一直進展比較緩慢。本文在深入探討國內外有關直線電機研究與應用的基礎上，提出研究和實現(xiàn)具有自主知識產權的、關鍵技術國產化的永磁同步直線電機伺服控制與檢測系統(tǒng)這一課題。 直線電機的原型可由旋轉電機沿軸線剖開、展平

2、而成。從工作原理看，永磁同步直線電機和永磁同步旋轉電機都是由繞組電流變化產生氣隙磁場，該磁場作用在永磁體上產生驅動力。由于它們的驅動力一致，理論上可以采用同一種控制方式實現(xiàn)對兩種電機的伺服驅動，使得應用永磁同步旋轉電機伺服驅動器驅動直線電機成為可能。本文即是基于這一思路對永磁同步直線電機伺服控制與檢測系統(tǒng)做相關的應用研究。主要包括研究直線電機的結構特點及其工作原理、直線電機伺服控制與檢測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)等。 直線電機伺服驅動控制

3、包括伺服驅動器與光柵尺信號的接口匹配、光柵尺EnDat協(xié)議的實現(xiàn)與絕對位置值的讀取、直線電機初始位置尋相等。對于永磁同步直線電機的矢量控制方式需要先檢測永磁磁場的直軸和交軸，辨識磁場的初始相位。由于直線電機不存在旋轉電機上的機械周期，所以辨識磁場的初始相位不能直接沿用旋轉電機的方法。本文采用絕對式光柵尺測量直軸電角度，提出一種直線電機初級與次級相對初始位置的檢測方法。該方法能夠實現(xiàn)永磁同步直線電機的初始位置尋相及任意位置啟動。