大功率永磁同步电主轴驱动关键技术研究

发布时间：2021-02-01 16:02:19点击率：

永磁同步电主轴作为高精度数控机床的核心部件之一,在航空航天,汽车,精密仪器和模具加工等领域有着广泛的应用.自主开发高速高刚度的大功率永磁同步电主轴系统,对于我国在高档数控机床领域拥有自主知识产权和核心竞争力将起到至关重要的作用. 大功率永磁同步电主轴的高速化是数控系统发展的主要趋势之一,多年以来,国内外广大学者对此做了大量研究,但仍有许多理论和技术问题需要解决.本文以大功率永磁同步电主轴为研究对象,围绕如何提高其弱磁控制性能进行了深入地研究,涉及矢量控制,电流环控制策略,死区补偿算法,弱磁控制算法,速度环控制策略等问题.本文完成的主要工作有: 1.概括总结了大功率永磁同步电主轴驱动系统的国内外发展现状与未来发展趋势,详细分析了永磁同步电主轴的数学模型,矢量控制策略和自抗扰控制理论,深入研究了永磁同步电主轴的弱磁控制策略. 2.针对电流PI调节器存在的阶跃响应超调与跟踪速度之间的矛盾,提出了采用快速跟踪微分器为电流指令安排过渡过程的方法.仿真和实验结果表明:此方法使电流更快速,平滑地跟踪指令值,增强了电流控制的鲁棒性. 3.针对由于电流PI调节器对dq轴电流解耦不彻底所导致的电主轴高速运行时易产生较大电流跟踪误差的问题,提出了基于电压前馈解耦的电流控制算法,通过在电压指令中增加前馈补偿以消除耦合项的影响.实验结果表明:该算法

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