永磁同步直線電機(jī)伺服控制與檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用研究.pdf

1、直線電機(jī)經(jīng)過了一個(gè)多世紀(jì)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(shù)的發(fā)展有效地促進(jìn)了直線電機(jī)在數(shù)控機(jī)床上的成功應(yīng)用。目前雖然國內(nèi)一些廠家和研究單位己具備了設(shè)計(jì)制造直線電機(jī)的能力，但是直線電機(jī)伺服控制系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用一直進(jìn)展比較緩慢。本文在深入探討國內(nèi)外有關(guān)直線電機(jī)研究與應(yīng)用的基礎(chǔ)上，提出研究和實(shí)現(xiàn)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、關(guān)鍵技術(shù)國產(chǎn)化的永磁同步直線電機(jī)伺服控制與檢測(cè)系統(tǒng)這一課題。 直線電機(jī)的原型可由旋轉(zhuǎn)電機(jī)沿軸線剖開、展平

2、而成。從工作原理看，永磁同步直線電機(jī)和永磁同步旋轉(zhuǎn)電機(jī)都是由繞組電流變化產(chǎn)生氣隙磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)作用在永磁體上產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力。由于它們的驅(qū)動(dòng)力一致，理論上可以采用同一種控制方式實(shí)現(xiàn)對(duì)兩種電機(jī)的伺服驅(qū)動(dòng)，使得應(yīng)用永磁同步旋轉(zhuǎn)電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)直線電機(jī)成為可能。本文即是基于這一思路對(duì)永磁同步直線電機(jī)伺服控制與檢測(cè)系統(tǒng)做相關(guān)的應(yīng)用研究。主要包括研究直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其工作原理、直線電機(jī)伺服控制與檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)等。 直線電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)控制

3、包括伺服驅(qū)動(dòng)器與光柵尺信號(hào)的接口匹配、光柵尺EnDat協(xié)議的實(shí)現(xiàn)與絕對(duì)位置值的讀取、直線電機(jī)初始位置尋相等。對(duì)于永磁同步直線電機(jī)的矢量控制方式需要先檢測(cè)永磁磁場(chǎng)的直軸和交軸，辨識(shí)磁場(chǎng)的初始相位。由于直線電機(jī)不存在旋轉(zhuǎn)電機(jī)上的機(jī)械周期，所以辨識(shí)磁場(chǎng)的初始相位不能直接沿用旋轉(zhuǎn)電機(jī)的方法。本文采用絕對(duì)式光柵尺測(cè)量直軸電角度，提出一種直線電機(jī)初級(jí)與次級(jí)相對(duì)初始位置的檢測(cè)方法。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)永磁同步直線電機(jī)的初始位置尋相及任意位置啟動(dòng)。