基于DSP的交流永磁同步直線(xiàn)電機矢量控制系統設計

　摘 要：在比較旋轉電機
電機

　　電機是利用電磁感應定律使得電能實(shí)現轉換或傳遞的一種電磁裝置。它依靠轉動(dòng)來(lái)產(chǎn)生驅動(dòng)扭矩，來(lái)作為電器及各種機械的動(dòng)力源。

和直線(xiàn)電機兩者區別的基礎上，分析了交流永磁同步直線(xiàn)電機結構特性。并就直線(xiàn)電機的特殊性給出了交流永磁同步直線(xiàn)電機調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(chēng)，即數字信號處理器。它是用來(lái)完成實(shí)時(shí)信號處理的硬件平臺，能夠接受模擬信號將其轉換成二進(jìn)制的數字信號，并能進(jìn)行一定形式的編輯，還具有可編程性。由于強大的數據處理能力和快捷的運行速度，dsp在信息科學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮著(zhù)越來(lái)越大的作用。 [全文]

的控制系統的硬件和軟件設計。

　　1 引　言

　　制造業(yè)中需要的線(xiàn)形驅動(dòng)力，傳統的方法是用旋轉電機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，這種驅動(dòng)已經(jīng)顯露出不足。在這種情況下直線(xiàn)電機應運而生。直線(xiàn)電機直接產(chǎn)生直線(xiàn)運動(dòng)，沒(méi)有中間轉換環(huán)節，動(dòng)力是在氣隙磁場(chǎng)
磁場(chǎng)

　　電流、運動(dòng)電荷、磁體或變化電場(chǎng)周?chē)臻g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，電流是電荷的運動(dòng)，因而概括地說(shuō)，磁場(chǎng)是由運動(dòng)電荷或變化電場(chǎng)產(chǎn)生的。磁場(chǎng)的基本特征是能對其中的運動(dòng)電荷施加作用力，磁場(chǎng)對電流、對磁體的作用力或力矩皆源于此。 [全文]

中直接產(chǎn)生的，可獲得比傳統驅動(dòng)機構高幾倍的定位精度和快速響應速度[1]。目前，美國、日本、德國、瑞士等是直線(xiàn)直接驅動(dòng)系統研究水平相對較高的國家，Siemens、Kollmorgen等公司的產(chǎn)品已經(jīng)商品化[2]。國內對直線(xiàn)電機的研究開(kāi)發(fā)非常重視，很多科研院所都開(kāi)展了實(shí)驗研究，但沒(méi)有實(shí)現產(chǎn)業(yè)化。本文是在我系研制的交流永磁同步直線(xiàn)電機基礎上進(jìn)行基于矢量變換控制的驅動(dòng)系統設計應用。

　　2. 交流永磁同步直線(xiàn)電機工作原理

　　直線(xiàn)電機的工作原理上相當于沿徑向展開(kāi)后的旋轉電機。交流永磁同步直線(xiàn)電機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、運動(dòng)電荷、磁體或變化電場(chǎng)周?chē)臻g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，電流是電荷的運動(dòng)，因而概括地說(shuō)，磁場(chǎng)是由運動(dòng)電荷或變化電場(chǎng)產(chǎn)生的。磁場(chǎng)的基本特征是能對其中的運動(dòng)電荷施加作用力，磁場(chǎng)對電流、對磁體的作用力或力矩皆源于此。

，若不考慮端部效應，磁場(chǎng)在直線(xiàn)方向呈正弦分布。行波磁場(chǎng)與次級相互作用產(chǎn)生電磁推力，使初級和次級產(chǎn)生相對運動(dòng)。圖1所示為開(kāi)發(fā)設計的交流永磁同步直線(xiàn)電機。

　　3. 永磁同步直線(xiàn)電機矢量控制原理

　　由于矢量控制動(dòng)態(tài)響應快，相比較標量控制，在很快的時(shí)間內就能達到穩態(tài)運行。經(jīng)過(guò)30多年工業(yè)實(shí)踐的考驗、改進(jìn)與提高，目前已經(jīng)達到成熟階段[3]，成為交流伺服電機控制的首選方法。因此，直線(xiàn)電機采用了交流矢量控制驅動(dòng)的方法。