交流永磁直線電機及其伺服控制系統(tǒng)

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摘 要
直線電機在各行各業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用，特別是在機床進給驅(qū)動系統(tǒng)中。本文以平板式交流永磁同步直線電機為研究對象，從電機機體到伺服驅(qū)動系統(tǒng)的軟、硬件設計作了深入研究。
本文首先介紹了交流永磁同步直線電機機體設計過程中電樞繞組、鋁芯和定子磁鋼的設計和改進方法，較大程度上減小了推力波動，并且結(jié)合大推力直線電機的特點設計了方便有效的裝配過程。
建立交流永磁同步直線電機的數(shù)學模型，在此基礎上分析了當今最通用的伺服控制策略，選擇了矢量控制方法。確定 的矢量控制實現(xiàn)形式。通過SVPWM方法進行脈寬調(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中的實現(xiàn)形式。采用了C語言和匯編語言混合編程的實現(xiàn)方法。在功率放大裝置中，以智能功率模塊IPM為核心，設計了功率伺服驅(qū)動系統(tǒng)。還包括電流采樣、光電隔離、過壓欠壓保護和電源模塊等。
由于知識和能力的限制，本次課題只對直線電機做一些理論研究。

關鍵詞：永磁同步直線電機 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 直線電機的運行原理及特點 2
1.2.1 直線電機的基本運行原理 ……………………………………………………...2
1.2.2 直線電機進給系統(tǒng)優(yōu)缺點分析 ………………………………………………...3
1.3 直線電機發(fā)展歷史及其伺服控制系統(tǒng)的研究綜述 4
1.3.1 國內(nèi)外直線電機歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展 …………………………………………...4
1.3.2 直線電機伺服控制系統(tǒng)的研究綜述 …………………………………………...7
1.3.3 試驗研究 …………………………………………………………………….10
1.4 本文主要研究內(nèi)容 10
第二章 永磁永磁直線同步電機基本結(jié)構(gòu) 11
2.1 實驗用交流永磁同步電機基本結(jié)構(gòu) 11
2.2 初級結(jié)構(gòu)設計 11
2.3 次級結(jié)構(gòu)設計 12
2.4電機的裝配 ……………………………………………………………………14
第三章 交流永磁直線同步電機的數(shù)學模型和控制算法研究 14
3.1交流永磁直線同步電機的控制策略的選擇 14
3.2交流永磁直線同步電機的數(shù)學模型 15
3.3交流永磁直線同步電機的矢量控制 17
3.4脈寬調(diào)制技術 21
第四章 全數(shù)字交流伺服控制單元的硬件結(jié)構(gòu)及其設計 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)動單元的設計與選型…………………………………………………… .28
4.2.3磁極霍爾元件 31
第五章 伺服系統(tǒng)的軟件設計 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 40


部分參考文獻

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