基于DSP的交流永磁同步直線電機(jī)矢量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　摘 要：在比較旋轉(zhuǎn)電機(jī)
電機(jī)

　　電機(jī)是利用電磁感應(yīng)定律使得電能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置。它依靠轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩，來(lái)作為電器及各種機(jī)械的動(dòng)力源。

和直線電機(jī)兩者區(qū)別的基礎(chǔ)上，分析了交流永磁同步直線電機(jī)結(jié)構(gòu)特性。并就直線電機(jī)的特殊性給出了交流永磁同步直線電機(jī)調(diào)速的矢量變換控制方法,做出了基于DSP
DSP
　　dsp是digital signal processor的簡(jiǎn)稱，即數(shù)字信號(hào)處理器。它是用來(lái)完成實(shí)時(shí)信號(hào)處理的硬件平臺(tái)，能夠接受模擬信號(hào)將其轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的數(shù)字信號(hào)，并能進(jìn)行一定形式的編輯，還具有可編程性。由于強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和快捷的運(yùn)行速度，dsp在信息科學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。 [全文]

的控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)。

　　1 引　言

　　制造業(yè)中需要的線形驅(qū)動(dòng)力，傳統(tǒng)的方法是用旋轉(zhuǎn)電機(jī)加滾珠絲杠的方式提供。實(shí)踐證明，在許多高精密、高速度場(chǎng)合，這種驅(qū)動(dòng)已經(jīng)顯露出不足。在這種情況下直線電機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。直線電機(jī)直接產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，動(dòng)力是在氣隙磁場(chǎng)
磁場(chǎng)

　　電流、運(yùn)動(dòng)電荷、磁體或變化電場(chǎng)周圍空間存在的一種特殊形態(tài)的物質(zhì)。由于磁體的磁性來(lái)源于電流，電流是電荷的運(yùn)動(dòng)，因而概括地說(shuō)，磁場(chǎng)是由運(yùn)動(dòng)電荷或變化電場(chǎng)產(chǎn)生的。磁場(chǎng)的基本特征是能對(duì)其中的運(yùn)動(dòng)電荷施加作用力，磁場(chǎng)對(duì)電流、對(duì)磁體的作用力或力矩皆源于此。 [全文]

中直接產(chǎn)生的，可獲得比傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)高幾倍的定位精度和快速響應(yīng)速度[1]。目前，美國(guó)、日本、德國(guó)、瑞士等是直線直接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究水平相對(duì)較高的國(guó)家，Siemens、Kollmorgen等公司的產(chǎn)品已經(jīng)商品化[2]。國(guó)內(nèi)對(duì)直線電機(jī)的研究開(kāi)發(fā)非常重視，很多科研院所都開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)研究，但沒(méi)有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。本文是在我系研制的交流永磁同步直線電機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行基于矢量變換控制的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用。

　　2. 交流永磁同步直線電機(jī)工作原理

　　直線電機(jī)的工作原理上相當(dāng)于沿徑向展開(kāi)后的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。交流永磁同步直線電機(jī)通入三相交流電流后，會(huì)在氣隙中產(chǎn)生磁場(chǎng)
磁場(chǎng)

　　電流、運(yùn)動(dòng)電荷、磁體或變化電場(chǎng)周圍空間存在的一種特殊形態(tài)的物質(zhì)。由于磁體的磁性來(lái)源于電流，電流是電荷的運(yùn)動(dòng)，因而概括地說(shuō)，磁場(chǎng)是由運(yùn)動(dòng)電荷或變化電場(chǎng)產(chǎn)生的。磁場(chǎng)的基本特征是能對(duì)其中的運(yùn)動(dòng)電荷施加作用力，磁場(chǎng)對(duì)電流、對(duì)磁體的作用力或力矩皆源于此。

，若不考慮端部效應(yīng)，磁場(chǎng)在直線方向呈正弦分布。行波磁場(chǎng)與次級(jí)相互作用產(chǎn)生電磁推力，使初級(jí)和次級(jí)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。圖1所示為開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的交流永磁同步直線電機(jī)。

　　3. 永磁同步直線電機(jī)矢量控制原理

　　由于矢量控制動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，相比較標(biāo)量控制，在很快的時(shí)間內(nèi)就能達(dá)到穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。經(jīng)過(guò)30多年工業(yè)實(shí)踐的考驗(yàn)、改進(jìn)與提高，目前已經(jīng)達(dá)到成熟階段[3]，成為交流伺服電機(jī)控制的首選方法。因此，直線電機(jī)采用了交流矢量控制驅(qū)動(dòng)的方法。