交流永磁直線電機(jī)及其伺服控制系統(tǒng)

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摘 要
直線電機(jī)在各行各業(yè)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，特別是在機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。本文以平板式交流永磁同步直線電機(jī)為研究對(duì)象，從電機(jī)機(jī)體到伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)作了深入研究。
本文首先介紹了交流永磁同步直線電機(jī)機(jī)體設(shè)計(jì)過(guò)程中電樞繞組、鋁芯和定子磁鋼的設(shè)計(jì)和改進(jìn)方法，較大程度上減小了推力波動(dòng)，并且結(jié)合大推力直線電機(jī)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了方便有效的裝配過(guò)程。
建立交流永磁同步直線電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上分析了當(dāng)今最通用的伺服控制策略，選擇了矢量控制方法。確定 的矢量控制實(shí)現(xiàn)形式。通過(guò)SVPWM方法進(jìn)行脈寬調(diào)制，合成三相正弦波。選用TI公司2000系列最新DSP TMS320F2812，深入研究了以上算法在DSP中的實(shí)現(xiàn)形式。采用了C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言混合編程的實(shí)現(xiàn)方法。在功率放大裝置中，以智能功率模塊IPM為核心，設(shè)計(jì)了功率伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。還包括電流采樣、光電隔離、過(guò)壓欠壓保護(hù)和電源模塊等。
由于知識(shí)和能力的限制，本次課題只對(duì)直線電機(jī)做一些理論研究。

關(guān)鍵詞：永磁同步直線電機(jī) DSP SVPWM 矢量控制


目 錄
摘要 中文 I
英文...............................................................................................................................II
第一章 緒 論 1
1.1 研究背景和意義 1
1.2 直線電機(jī)的運(yùn)行原理及特點(diǎn) 2
1.2.1 直線電機(jī)的基本運(yùn)行原理 ……………………………………………………...2
1.2.2 直線電機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)分析 ………………………………………………...3
1.3 直線電機(jī)發(fā)展歷史及其伺服控制系統(tǒng)的研究綜述 4
1.3.1 國(guó)內(nèi)外直線電機(jī)歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展 …………………………………………...4
1.3.2 直線電機(jī)伺服控制系統(tǒng)的研究綜述 …………………………………………...7
1.3.3 試驗(yàn)研究 …………………………………………………………………….10
1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容 10
第二章 永磁永磁直線同步電機(jī)基本結(jié)構(gòu) 11
2.1 實(shí)驗(yàn)用交流永磁同步電機(jī)基本結(jié)構(gòu) 11
2.2 初級(jí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11
2.3 次級(jí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12
2.4電機(jī)的裝配 ……………………………………………………………………14
第三章 交流永磁直線同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和控制算法研究 14
3.1交流永磁直線同步電機(jī)的控制策略的選擇 14
3.2交流永磁直線同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型 15
3.3交流永磁直線同步電機(jī)的矢量控制 17
3.4脈寬調(diào)制技術(shù) 21
第四章 全數(shù)字交流伺服控制單元的硬件結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì) 26
4.1 引言 26
4.2控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 26
4.2.1 DSP芯片的選擇 ………………………………………………………………26
4.2.2功率驅(qū)動(dòng)單元的設(shè)計(jì)與選型…………………………………………………… .28
4.2.3磁極霍爾元件 31
第五章 伺服系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 33
5.1主程序結(jié)構(gòu) 33
5.2主中斷程序 34
第六章 總結(jié)與展望 39
參考文獻(xiàn) 40


部分參考文獻(xiàn)

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[6] 張伯霖, 潘珊珊，于兆勤.直線電機(jī)及其在超高速機(jī)床上的應(yīng)用[J]. 中國(guó)機(jī)械工程, 1997, 4：85-88.