永磁直线同步电机控制技术

永磁直线同步电机与普通的直线异步电机相比,具有效率高、输出力矩大、体积小、易于控制等优点,极大地提高了进给系统的快速响应性和运动精度,成为新一代超精密机床中最具有代表的技术。但其结构工艺、控制方法及策略直接影响直线电机的应用与推广。该文根据永磁直线同步电机控制特点,分析了永磁直线同步电机特点及工作原理,结合国内外基于永磁直线同步电机的相关文献,综述了新型永磁直线同步电机控制技术发展概况,并阐述了经典及现代的各种控制策略。     

透析永磁同步电机的应用技术

随着电力电子技术、微电子技术、新型电机控制理论和稀土永磁材料的快速发展,永磁同步电机得以迅速的推广应用。根据科学技术进步极大地推动了同步电机的发展,介绍了永磁同步电机的主要特点优势,阐述永磁电机的工作原理及工作方式,研究永磁同步电机运行的控制方法,指出永磁同步电机在现代工业中的应用发展。     

基于滑模观测器的永磁直线同步电机速度控制

针对永磁直线同步电机(PMLSM)在速度跟踪控制过程中因其模型具有非线性、参数时变性以及变量间的随机耦合等特点,导致电机速度跟踪控制精度低,提出了一种滑模观测器的永磁直线同步电机反馈线性化速度跟踪控制方法。首先建立了永磁直线同步电机的非线性模型,采用非线性坐标变换以及非线性状态反馈方法将电机系统进行了解耦处理,从而得到具有独立的非线性特点的电流和速度子系统。并设计了速度跟踪控制器,对反馈线性化所需要的动子加速度以及负载扰动信号,设计了一种扩张滑模观测器对其进行有效观测。仿真实验结果表明:该控制方法能够有效提高电机的速度跟踪精度拥有较好的鲁棒性。     

低速直线驱动系统研究现状分析

在介绍低速直线异步电机和低速直线永磁电机发展的基础上,给出了低速直线永磁同步电机基本结构、工作原理及主要特点,最后从低速直线电机结构设计、研究内容、研究方法等方面指出研究中存在的问题及今后研究的重点.     

旋转-直线电机技术发展现状分析

介绍了旋转-直线电机的发展现状,简要分析了几种类型的旋转-直线电机结构.针对旋转-直线电机的特点,提出了双定子旋转直线永磁同步电机,旨在提高永磁同步电机的弱磁扩速能力,拓宽了其应用范围,也为其发展提供了新的思路.旋转-直线电机集成了旋转运动和直线运动的功能,为多自由度运动系统提供了方便,具有实用价值.     

永磁直线同步电动机推力波动分析及抑制方法综述

在细微进给、高精度加工数控机床伺服系统中,永磁直线同步电机运行时推力波动需要进行抑制及控制。针对该问题,目前虽然有很多的抑制方法,但均存在局限性。文章对永磁直线同步电机的推力波动成因进行了概述,同时介绍了抑制其推力波动的举措,并从电机设计角度及控制方式上进行了综合阐述。     

绕组分段永磁直线电机切换位置传感器故障诊断及容错控制

绕组分段永磁直线同步电机绕组切换过程中位置传感器信号的丢失,将导致电机速度剧烈波动,引起电机失步。针对以上问题,提出一种切换位置传感器故障诊断及容错控制方法。设计了绕组切换位置检测方法,研究了位置接近开关传感器的故障类型及信号特征,利用动子的运行速度及相邻的位置传感器信号进行传感器状态预测,并结合相邻传感器的边沿触发顺序及传感器状态预测值进行故障诊断。当检测到位置传感器故障时,隔离发生故障的传感器,采用估计值替代故障传感器输出驱动信号,可靠切换绕组分段永磁直线同步电机定子绕组,实现传感器容错控制。利用绕组分段永磁直线电机无绳提升系统进行了实验研究,研究结果表明,当增大传感器间隙,模拟传感器信号丢失故障时,电机定子绕组仍能可靠切换,电机速度运行平稳,该位置传感器故障诊断与容错控制方法可以满足绕组分段永磁直线电机切换控制实时性和可靠性要求,实验结果证明了其可行性和有效性。     

神经网络自适应的永磁直线同步电机超扭曲终端滑模控制

为了提高永磁直线同步电机控制系统的鲁棒性和快速性,提出了一种基于超扭曲滑模控制的直线电机反推控制策略.首先,根据电机的机械动力学方程,建立了永磁直线同步电机的数学模型.其次,引入一种基于超扭曲控制的终端滑模控制器,削减系统的抖振,保证滑模面的快速收敛,从而提高系统的鲁棒性.针对直线电机易受到参数变化以及外界干扰影响的特...     

一种直线永磁游标电机的设计与定位力优化

直线电机目前取代了旋转电机加丝杠的传动方式,现阶段广泛应用于数控机床加工等直驱应用场合。由于传统的直线永磁同步电机很难进一步提高推力密度,基于磁场调制原理工作的直线游标永磁电机被提出以进一步提高推力密度。本文提出了一种新型直线永磁游标电机,分析了该电机的工作机制,验证了该直线永磁游标电机在具有简单拓扑结构的同时,推力密度有着显著的提高,并对直线电机的端部定位力进行解析及优化,进一步减小了电机定位力。     

直线同步永磁电励混合式电动机的研究

本文将永磁材料应用于直线同步电机励磁系统,得到了直线同步永磁电励混合式电动机。经过对其等效磁路的分析,说明了该电机的特性,并详细阐述了设计步骤和要点。接着建立了dq0坐标系统下的电机模型,通过仿真得到了该新型电机和直线同步电励磁电机的电磁推力,与相应的实验结果进行了对比,仿直结果与实验结果基本吻合,表明直线同步永磁电励混合式电机推力大而且灵活可调,兼具有永磁直线同步电机和电励磁直线同步电机的优点,能够显著改善电机的运行性能。     

遗传算法在永磁直线同步电动机设计中的应用

水磁直线同步电动机是一种结构新颖，具有广阔发展前景的新型电机，但其电磁场计算比较复杂，因而电机优化设计也比较困难。文中在对电机内电磁场分析、计算的基础上，利用新兴的遗传算法并将其改进，应用到水磁直线同步电动机的优化设计中。实验结果表明，基于遗传算法的水磁直线同步电动机优化设计方法得到了令人满意的结果，为水磁直线同步电动机的分析和设计开辟了一个新的途径，对水磁直线同步电动机的研究及应用具有重要的意义。     

永磁直线同步电机检测系统的研究

永磁直线同步电机广泛应用于高精度以及对人身安全有影响的场合,因此,对其检测系统精度的要求也就越来越高。介绍的是由光栅传感器、LEM电流模块、DS18B20温度传感器结合TMS320F2812控制芯片构成的永磁直线同步电机的检测系统,可提高检测精度,满足了其应用的要求。     

变频器供电永磁直线同步电动机谐波特性分析及计算

研究了变频器输出谐波电源对永磁直线同步电动机的磁势、电流、损耗、效率等的影响,分别计算了同台永磁直线同步电动机在传统正弦波电源与变频器输出非正弦电源下的效率、功率,分析了谐波问题的影响。给出了补偿变频器输出谐波的方案,采用基于瞬时无功功率理论的ip-iq的谐波电流检测法对谐波进行检测,仿真结果为提高变频器供电电机的绝缘及永磁直线同步电动机的推广应用提供了依据。     

永磁直线同步电机推力脉动削弱方法综述

对永磁直线同步电机(PMLSM)的推力脉动削弱方法进行了原理介绍和特点分析。针对边端效应力、齿槽力和电磁脉动力,归纳和总结了其对应的推力脉动削弱方法,并对其控制方式进行了概括。最后讨论了PMLSM推力脉动削弱方法的发展趋势。所做研究有助于促进PMLSM性能的提高和应用领域的扩大。     

永磁直线同步电机负载突变及稳态振荡特性

永磁直线同步电机(PMLSM)的负载突变时,电机的电流、速度、推力等参数都会发生很大的变化。基于电感矩阵的状态空间变量法分析电机的负载突变特性,很难考虑PMLSM磁路饱和、初级齿槽及初级铁芯有限长等因素。采用状态变量有限元法研究PMLSM负载突变特性,计算PMLSM的负载突变及稳态振荡特性。对计算结果进行分析,实验数据验证仿真结果,并给出合理解释。结果表明,磁阻力的端部分量是影响动子稳态运行速度振荡的主要因素;绕线电阻影响功角曲线,使电机可以工作在第一、第三象限。负载突变特性可为PMLSM的优化设计、控制策略实施、安全运行提供理论基础。     

永磁直线同步电机应用现状综述

永磁直线同步电机(PMLSM)为核心的动力系统具有结构简单,推力体积比大,效率高,定位精确等优点,因此PMLSM的使用范围遍及工业运输系统、办公自动化及军事领域等。本文从数控机床、航空母舰飞机推动器、驱动火箭发射装置、电磁炮、水平运输驱动系统及垂直提升系统等方面阐述了永磁直线同步电机在其领域的发展应用现状。     

不对称运行永磁直线同步电动机稳态性能计算

从相方程式直接导出不对称运行永磁直线同步电动机的稳态模型 ,提出“二端口线电压等效电路”的方法分析不对称稳态运行该电机的性能。较好地考虑了铁心开断、边端效应、补偿绕组、三相绕组电流不对称等影响。计算结果与实验值吻合。它适用于供电电源、励磁电势对称的永磁直线同步电动机稳态运行性能的准确计算。也可进一步应用于其它类型同步电机的稳态计算     

数值解析混合法分析永磁直线同步电机性能

针对数值法或解析法研究永磁直线同步电机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)性能时存在的不足,采用数值解析混合法研究PMLSM磁场,把电机的磁场划分区域,针对各区域特点分别采用纯解析法和数值法,气隙区包括永磁体无网格剖分,采用解析法获得此区的磁场解析表达式;初级齿槽区采用有限元法研究电枢不同励磁形式、齿槽及端部半填槽对磁场的影响.解析和有限元法通过两者的边界条件相耦合,建立并求解电机的磁场,获得空载电势与磁链参数,分析工作在SPWM-VI下PMLSM的动态性能,提出PMLSM空载电势实验的一种新方法,仿真和实验结果进行比较分析,验证了数值解析混合法分析PMLSM性能的正确性及快速性.     

分段式PMLSM垂直提升控制系统设计

传统的提升系统由于受钢丝绳缠绕的限制严重影响了其提升效率.针对永磁直线同步电动机垂直提升系统的特点,设计出了以工控机和可编程控制器为核心的永磁直线同步电动机(PMLSM)驱动的无绳提升控制系统实现方案,给出了其硬件和软件设计.实验表明,该永磁直线同步电机控制系统运行稳定,具有良好的动态性能.具有一定的工程应用价值.     

磁悬浮列车用永磁直线同步电机特性的有限元分析

用有限元法分析了磁悬浮列车用永磁直线同步电机的动力特性,得到了在列车前进时推力的波动情况,并讨论了不同气隙高度下磁悬浮列车用永磁直线同步电机电磁力的变化情况。