圓筒型永磁同步直線電機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、電力電子技術、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)應用越來越廣泛。永磁同步直線電機因其優(yōu)異的自身特性,被越來越多地應用于高速、高精密進給交流伺服系統(tǒng)。
　　 本文首先介紹了課題的研究背景及意義,直線電機的發(fā)展歷史及其國內外發(fā)展狀況,給出了直線電機的工作原理和本課題直線電機的基本結構,進而在電機電磁場基礎理論和有限元方法基本原理的基礎上,運用Ansoft仿真軟件,建立了本課題電機的二維電磁場分析模型

2、。磁場分析時,從發(fā)電模式和電動模式兩個方面出發(fā)。發(fā)電狀態(tài)時,側重于空載和負載磁場的分析,得到三相繞組空載反電動勢和負載電磁力波形。電動狀態(tài)時,側重于推力波動的抑制,以推力大及其波動小為優(yōu)化目標,討論了各電機結構參數(shù)對推力的敏感程度,且經(jīng)有限元計算得到各參數(shù)的最優(yōu)值；在分析永磁同步直線電機推力波動產生機理的基礎上,得出引起直線電機推力波動的主要因素,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,來減小端部效應和齒槽效應引起的推力波動。有限元仿真結果表明了方法的有效性,為今后在這一領域的進一步研究提供了一定的基礎。
　　 基于矢量控制的基本原理、控制方法以及SVPWM脈寬調制,給出了永磁同步直線電機在旋轉坐標系下的數(shù)學模型,設計了伺服系統(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,實現(xiàn)了矢量控制方案。最后,對永磁同步直