直线电机的应用前景

近年来随着新材料和控制技术的进步，直线电机工业化应用较易实现。作为一种驱动 电机和伺服执行元件，有着广阔的应用前景。该文简要地介绍了直线电机的结构原理及主要技术特点，并列举了在高速磁悬浮列车、驱动电梯、光刻机、调整应用的典型实例。     

基于交流步进的PMSLM位置控制系统

随着自动控制技术和计算机的高速发展,高速和超高速加工要求伺服装置具有极高的加、减速度,从而导致了直线交流伺服电动机驱动系统的产生和发展。以交流步进控制思想为理论基础,永磁同步直线电机(PMSLM)为控制对象,提出了动子离散电流定向控制策略,将连续的正弦行波磁场离散为步进磁场。通过控制电机动子电流实现对电磁推力的控制,从而使电机获得了精确的位置控制。仿真与实验结果表明,交流步进控制的PMSLM位置控制系统具有良好的动态特性和定位特性,并且控制简单、实时。     

直线驱动新技术及其在加工装备上的应用

直线电动机直接驱动系统是近 10年发展起来的一种新型进给传动方式 ,在各类高速、精密加工设备上具有广泛的应用前景。本文介绍了直线电动机的工作原理与性能特点 ;阐述了直线电动机伺服驱动系统采用传统控制技术、现代控制技术与智能控制技术的研究现状与发展趋势 ;介绍了直线电动机在高速精密切削加工机床、压力机、电火花机床等各类加工设备上的应用情况与研究动态     

基于DRV8312的直线电机控制系统设计与实现

依据直线电机控制系统原理,对比传统分立式器件和DRV8312集成型电机芯片优缺点。运用基于TI公司DRV8312电机驱动控制芯片的直线电机的伺服控制系统,实现直线电机的速度和位置控制。介绍了DRV8312的驱动电路原理,通过实验结果论证,验证了该实现方案的可靠性,利用对DSP软件编程,实现对直线电机的快速伺服控制。     

永磁直线同步电动机重复控制系统设计

针对数控机床要达到高速高精度切削的要求,在实际加工应用中,常需在有限行程中作连续性的周期运动,这就要求对周期性轨迹具有跟踪能力和对周期性扰动具有抑制能力。永磁直线同步电机(PMLSM)高速、高响应和直接驱动等优点,使之在高档数控机床中广泛地应用。直线伺服控制系统的基本要求是控制器的设计应有调节能力,分析直线电机伺服控制系统的周期运动特性,设计了基于重复控制器PMLSM伺服系统,以消除周期性参考输入的稳态跟踪误差,实现周期性输入信号的精确跟踪和对周期性扰动的有效抑制。仿真结果表明所提出的控制方案是有效的,提高了系统跟踪精度。     

基于音圈直线电机的非圆车削加工进给系统研究

以中凸变椭圆活塞为例,研究了非圆截面零件的车削加工成形原理,在分析了加工过程中对刀具进给的要求的基础上,设计了以音圈直线电机直接驱动刀具的伺服进给系统,并实现了高速往复运动控制,最后在搭建的试验平台上模拟加工椭圆横截面,试验结果验证这套进给系统方案是可行的.     

基于音圈直线电机的非圆车削加工技术研究

针对非圆零件车削加工对电机响应速度的要求,设计了一种采用音圈直线电机直接驱动刀具的伺服机构,并构建了伺服控制系统,在搭建的实验平台上,以中凸变椭圆活塞为例进行加工,实验结果表明,该设计方案可以满足非圆截面零件的车削加工要求。     

混合式直线步进电动机控制技术

介绍了一种航空放油阀用混合式直线步进电动机驱动控制系统。分析了电机的工作原理，并对电机的末端冲击、平稳运行等关键技术进行了研究，给出了单片机及其细分控制电路和末端降速控制方法。试验结果表明：该电机可作为直线阀门的直接驱动部件。     

永磁同步直线电机伺服控制系统设计

直线电机与旋转电机相比能直接获得直线运动,永磁同步直线电机能直接驱动需直线运动的设备,以获得有限可控位移。文章设计了一种基于DSP的永磁同步直线电机伺服控制系统,试验表明该系统能快速准确地追踪位置指令,为实际应用奠定基础。     

国际新产品速递

<正>第一时间传送国际顶尖的技术与产品!MotiCont发布DDLM直接驱动直线电机近来,MotiCont发布DDLM(直接驱动直线电机),消除了间隙,为需要高加速度、高速且使用寿命长的用户提供了经济型的解决方案。目前有三款现成的型号可提供。紧凑型的DDLM-019-044-01直线电机直径仅0.75in     

基于干扰观测器的龙门移动式镗铣加工中心同步控制

针对龙门移动式镗铣加工中心同步传动不一致性问题进行研究,应用干扰观测器来抑制加工中心双直线电机驱动的X轴方向上由于外部力矩干扰以及模型参数变化等因素造成的不同步现象.此外,还针对Y轴方向上的由于刀架位置变化导致的X轴方向上的不同步进行了负载动态补偿.仿真结果表明,此种控制方案是十分有效的,具有较强的鲁棒性,动态过程同步误差小,从而能够较好地满足被控对象对高精度的要求.     

基于自适应变结构永磁直线电机直接推力速度控制

针对永磁直线电机参数变化和外部扰动对伺服性能的影响,提出自适应变结构直接推力速度控制设计方法.由推力、磁链误差的积分函数建立滑模面,实际应用中存在的参数变化及负载扰动等不确定因素由自适应率修正.经分析验证,与经典直接推力控制相比,自适应变结构直接推力速度控制算法明显减少了由于系统参数变化和外部扰动引起的速度的推力脉动,能快速准确地跟踪给定指令,在保证系统稳定情况下增强了鲁棒性.     

应用于直线电机的平滑切换模糊PID控制方法

为了适应直线电机的快速动态特性,抑制由于直接驱动使参数摄动和负载扰动等不确定因素对伺服特性的影响,提出了一种新的平滑函数模型,设计了平滑切换式模糊PID复合控制器,并应用于直线电机位置伺服控制。通过模糊控制提高伺服系统的动态性能,用PID控制保证系统的稳态性能,利用平滑函数改善控制切换过程。在PRS-XY型混联机床上的应用表明,该控制算法明显提高了伺服系统的动态性能,减小了位置跟随误差,对非线性扰动因素具有良好的适应性。     

永磁同步电机转矩脉动抑制方法

分数槽集中绕组永磁同步电机被广泛用于伺服控制系统。由于电机极槽配合以及制造过程中机械加工与装配误差等因素,所以永磁同步伺服电机输出转矩中会存在固有的周期性转矩脉动,影响伺服系统实现高精度的速度与位置跟随。因此,采用转矩观测器来估计由上述原因造成的转矩脉动,再将转矩脉动与位置信号通过一定处理,计算出相应的前馈转矩电流,补偿到电流指令端,对转矩脉动进行抑制,从而减小转速脉动。通过仿真和试验验证了抑制方法的有效性。     

High-Performance Vector-Controlled AC Motor Drives: Applications and New Technologies

A high-performance ac motor control has been developed by employing the vector control concept. Its versatility has been proven through the six years of experience in applications to pinch roll drives of continuous casting plants, machine tool spindle drives, and other drive systems in industry. Equivalent torque characteristics are achieved with ac motors compared to dc motors without direct detection of the magnetic flux. The effect of rotor temperature on the torque characteristics has been compensated to a satisfactory level in actual industrial use by various means. Servo drives, both synchronous motor and induction motor types, have been introduced. The test results show that the performance of ac servo drives is equivalent or superior to that of the PWM-controlled dc servo drives. Furthermore, an example of the direct-drive servo is described, where an ultra-low speed high-torque motor and an ultra-high resolution position sensor play key roles. In addition, the possibility of a more sophisticated servo drive exploiting modern control theory is suggested.     

Microcontroller based digitally controlled ultrasonic motor drive system

Piezoelectric driven ultrasonic motors have been attracted as considerable actuators for the servo speed and position applications in recent years. These motors have important features and advantages to be preferred in the special movement applications. Ultrasonic motors have different operating principles and different drive and control systems than the electromagnetic motors. In this study, microcontroller based digitally controlled drive system has been proposed for a travelling-wave ultrasonic motor. Drive system includes power circuit, interface electronics circuits and microcontroller parts. Power circuit is combined from half-bridge serial-resonance inverter to provide highfrequency two-phase voltages. Interface circuits include gate drive, direction control, opto-coupler and filter circuits. Microcontroller is programmed to generate required digital control signals for overall control of the motor. Related to the reference speed, the microcontroller generates control signal resulting proper driving frequency. Consequently, the actual motor speed tracks the reference speed precisely. The speed feedback is taken from optical encoder and transmitted to the controller as digital speed and position signals. The developed drive system has been tested experimentally. The obtained results show the effectiveness and reliability of the proposed system. The microcontroller based drive system can be applied easily and successfully to the ultrasonic motor.     

基于H∞/m方法的永磁直线同步电机鲁棒二自由度控制

针对永磁直线同步电机(PMLSM)直接驱动伺服系统易受负载扰动、测量噪声及参数变化影响的特点，基于H￥/m方法设计了一个鲁棒二自由度速度控制器，解决了传统单自由度控制器在满足系统跟踪性能和抗干扰性能要求方面存在的矛盾。由于在求解m控制器时应用了标准H￥控制理论，大大提高了m控制器的获得速度。该速度控制器克服了标准H￥控制器保守性的缺点，并且对负载扰动、测量噪声和参数不确定性等干扰的抑制方面也比标准H￥控制器更具鲁棒性。仿真结果及分析表明，所提基于H￥/m方法二自由度速度控制器，满足高精度永磁直线同步电机伺服系统对鲁棒性和快速性的要求。     

录像机用伺服电机驱动电路的设计

录像机用伺服电机驱动电路是录像机伺服系统设计中的重要部分.介绍了录像机伺服系统中鼓电机驱动电路、主导轴电机驱动电路设计中使用的专用IC的型号、主要技术特点及应用方法,为录像机伺服系统中电机驱动电路的设计提供了有价值的解决方案.     

可顺序控制多台电机的伺服驱动方法

针对现有伺服驱动器在某些场合应用的不足,设计了一种可顺序控制多台电机的伺服驱动方法,该驱动方法可用于不需轨迹控制的自动控制机械中,利用这种驱动方法可极大地降低系统成本,并具有工作可靠,加工精度高等优点。     

INVESTIGATIONS ON DYNAMIC BEHAVIOR OF PERMANENT MAGNET BRUSHLESS DC MOTOR DRIVE

ABSTRACT

Permanent magnet brushless dc (PMBLDC) motors are increasingly being used in a wide range of applications such as machine tools, robotics and high precision servo applications. A comprehensive analysis which includes modeling and simulation of PMBLDC motor drive is presented in this paper. A mathematical model of the drive is developed with a view to studying the transient response of current controlled voltage source inverter (VSI) fed PMBLDC motor. The drive system consists of discrete PID(Proportional, integral plus derivative) speed controller, the reference current generator, the position sensor, an inverter and the motor. Each part of the drive system is modeled separately and then integrated to study the dynamic behavior of the drive system. The study also examines the effectiveness of the drive system during starting, load perturbation, speed reversal and dc link voltage fluctuation.