采用TMS320F2812DSP的交流永磁同步直線(xiàn)電機控制系統的設計

　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)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。

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)，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。

　　直線(xiàn)電機初級的三相電壓（U、V、W相）構成了三相初級坐標系（a，b，c軸系），其中的三相繞組相角相差120?，即在水平方向上互差1/3極距。參照旋轉電機矢量變換理論，設定兩相初級坐標系（α-β軸系），由三相初級坐標系到直角坐標系轉換稱(chēng)為Clark變換，見(jiàn)式（1）。

　　從靜止坐標系到旋轉坐標系的變換稱(chēng)為Park變換，見(jiàn)式（2）。反之稱(chēng)Park逆變換。