永磁伺服電機(jī)嵌入式位置檢測(cè)新方法研究.pdf

1、復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)智能化的本質(zhì)與關(guān)鍵在于集成，而檢測(cè)技術(shù)與被檢測(cè)系統(tǒng)的集成，是復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)智能化發(fā)展的根本保證。永磁伺服電機(jī)作為復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)元件之一，準(zhǔn)確、可靠的位置信息對(duì)于實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)的閉環(huán)控制來說，是非常有必要的。然而，由于傳統(tǒng)的位置檢測(cè)方法過度依賴于機(jī)械等分刻線，始終無法與伺服電機(jī)本身集成為一體，影響了伺服電機(jī)的工作性能和應(yīng)用前景，嚴(yán)重制約了復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)的智能化發(fā)展進(jìn)程。
　　本課題在國(guó)家自然科學(xué)基金的支持下，分析了當(dāng)前永

2、磁伺服電機(jī)位置檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)對(duì)課題組前期已經(jīng)研究過的基于寄生式時(shí)柵技術(shù)的電機(jī)位置檢測(cè)方法進(jìn)行分析，提出了利用時(shí)柵位移傳感器技術(shù)結(jié)合TMR元件進(jìn)行永磁交流伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)的新方法，可實(shí)現(xiàn)在不破壞電機(jī)原有結(jié)構(gòu)的前提下將傳感功能嵌入電機(jī)內(nèi)部進(jìn)行位置檢測(cè)。本課題的主要研究?jī)?nèi)容與創(chuàng)新之處有如下幾個(gè)方面：
　　（1）分析了時(shí)柵位移傳感器測(cè)量原理與TMR磁傳感器工作原理，基于時(shí)空坐標(biāo)轉(zhuǎn)化理論，提出了利用隧穿磁電阻(TMR)芯片測(cè)量轉(zhuǎn)

3、子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的一種永磁伺服電機(jī)嵌入式位置檢測(cè)新方法。
　?。?）根據(jù)檢測(cè)原理，進(jìn)行永磁伺服電機(jī)嵌入式位置檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生模塊、TMR感應(yīng)模塊等各部分進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)與研究。
　?。?）根據(jù)永磁伺服電機(jī)嵌入式位置檢測(cè)原理，對(duì)永磁伺服電機(jī)進(jìn)行了磁場(chǎng)仿真與分析，確定了TMR嵌入電機(jī)內(nèi)部的具體位置參數(shù)及永磁伺服電機(jī)嵌入式位置檢測(cè)的機(jī)械結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)方案，搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)在仿真中確定的電機(jī)端蓋結(jié)構(gòu)、空間氣隙

4、、空間正交位置等參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，并進(jìn)一步驗(yàn)證原理的可行性。
　?。?）對(duì)永磁伺服電機(jī)嵌入式位置檢測(cè)的靜態(tài)性能進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)實(shí)驗(yàn)中所存在的誤差進(jìn)行分析，為進(jìn)一步提高測(cè)量精度做準(zhǔn)備。
　　綜上所述，永磁伺服電機(jī)嵌入式位置檢測(cè)主要從理論推導(dǎo)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真分析與實(shí)驗(yàn)研究等幾方面展開，層層遞進(jìn)，逐步將理論研究轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)研究。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該方法能夠在不破壞電機(jī)原有結(jié)構(gòu)的前提下，實(shí)現(xiàn)永磁伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置的嵌入式