隨著真空應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展,極大規(guī)模集成電路制造裝備業(yè)、薄膜技術(shù)、電真空技術(shù)等領(lǐng)域?qū)φ婵毡玫男枨笤絹碓酱�。傳統(tǒng)的羅茨真空泵都是采用1:1比例的齒輪帶動陰陽轉(zhuǎn)子作反方向同步旋轉(zhuǎn)運動,防止“8”字形羅茨轉(zhuǎn)子撞到一起。但經(jīng)長期運轉(zhuǎn)后,加工精度再高的齒輪也難免有間隙,當齒側(cè)間隙大于轉(zhuǎn)子間最小間隙時,將發(fā)生故障導(dǎo)致系統(tǒng)停機,會對生產(chǎn)工藝所需要的真空環(huán)境造成很大影響和經(jīng)濟損失。針對這個情況,本課題設(shè)計了雙電機直驅(qū)控制系統(tǒng),可以滿足控制指標的要求。（1）根據(jù)真空泵用異步電動機的技術(shù)要求,設(shè)計功率減半的真空泵用異步電動機。借助二維有限元商業(yè)軟件進行電磁場仿真計算,使其滿足指標要求,得到適用于無齒輪羅茨真空泵用驅(qū)動異步電動機設(shè)計方案及具體的電氣參數(shù);（2）根據(jù)矢量控制的原理,結(jié)合坐標變換和基于轉(zhuǎn)子磁場定向,建立基于轉(zhuǎn)子磁場定向的異步電動機仿真模型,實現(xiàn)驅(qū)動電機的高性能解耦控制,使其具有較高的可靠性和穩(wěn)定性,為雙電機系統(tǒng)的實現(xiàn)奠定了基礎(chǔ);（3）在單電機控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,對比采用主令控制、主從控制、偏差耦合控制策略搭建雙電機控制系統(tǒng),在本文研究的偏差耦合控制結(jié)構(gòu)中,對其核心子系統(tǒng)速度補償器進行了創(chuàng)新改進,以... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

電子線軸控制結(jié)構(gòu)圖

第1章緒論3虛擬軸控制的思想是模擬實際主軸的狀態(tài)，對各個軸的同步誤差進行調(diào)整，保證多軸之間的同步運行。虛擬軸的阻尼系數(shù)和轉(zhuǎn)動慣量的設(shè)計對整個系統(tǒng)的同步性能有著至關(guān)重要的影響。結(jié)構(gòu)如圖1.4所示[10][11]。圖1.4虛擬主軸控制結(jié)構(gòu)圖Fig1.4Structureoflineshaftcontrol文獻[12]對多電機同步控制策略進行了綜述比較，主從控制是最簡單的拓撲結(jié)構(gòu)，相比之下，交叉耦合控制提供了良好的速度同步，與EVLS（電子虛擬線軸）和偏差耦合控制相比，它可以很容易地實現(xiàn)，但是在位置同步誤差是主要的控制目標情況下它具有有限的性能。偏差耦合控制提供最佳的同步性能，但也具有較高復(fù)雜性。圖1.5主從結(jié)構(gòu)[7]Fig1.5Structureofmaster-slavecontrol文獻[13]研究了高速列車牽引永磁同步電機模型，采用模糊免疫PID控制器搭建控制器2電機1控制器1電機2L1TL2T編碼器編碼器位置計算位置計算121e2e負載1負載212**虛擬電機處理器*

第1章緒論5圖1.7羅茨真空泵“8”字形轉(zhuǎn)子[7]Fig1.7Rootsvacuumpump"8"shapedrotor1.4課題的重點與工作1.4.1課題的重點（1）若實現(xiàn)羅茨真空泵無齒輪同步運行，如何確保兩臺異步電動機同步協(xié)調(diào)運行以避免二個陰陽轉(zhuǎn)子相互碰撞是本課題研究的重點。針對多電機同步控制系統(tǒng)，尋求一種合適的同步控制策略，保證真空泵驅(qū)動系統(tǒng)的位置同步精度在控制指標5°之內(nèi)。（2）考慮真空泵系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生的工況，如某臺電機某時刻突加負載、某臺電機某時刻突然減載、兩臺電機負載某時刻突然沿反方向變化和兩臺電機負載某時刻突然沿反方向變化最終各自又回到額定狀態(tài)運行，針對這四種工況進行詳細地仿真分析；此外還要考慮負載突變時間的差異化，對比分析兩個關(guān)鍵點，即系統(tǒng)處于瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)；考慮電機參數(shù)差異化的影響，對上述四種工況進行延伸分析。1.4.2課題的工作（1）根據(jù)國內(nèi)外真空泵用異步電動機電磁設(shè)計的相關(guān)文獻，對真空泵用異步電動機進行電磁場分析。采用有限元商業(yè)軟件對真空泵用異步電動機進行電磁場仿真計算，驗證電機設(shè)計方案的合理性，得到具體的電氣參數(shù)；（2）利用第一部分得到的具體電氣參數(shù)，建立基于轉(zhuǎn)子磁場定向的真空泵用驅(qū)動電機的數(shù)學(xué)模型，并對其進行額定工況下的仿真分析；（3）在單電機的矢量控制的基礎(chǔ)上，建立雙電機系統(tǒng)的仿真模型。對比采用主令控制、主從控制、偏差耦合控制下雙電機的位置同步誤差和抗擾性能，本文對偏差耦合控制中的速度補償器作了兩點改進：在電機間的速度同步誤差引入比例增益；在速度補償器輸出端前側(cè)引入PI調(diào)節(jié)。并對真空泵系統(tǒng)常見的工況進行仿真分析；（4）在（3）的基礎(chǔ)上考慮兩臺電機參數(shù)差異化的影響，按照（3）分析的路線，對比采用不同比例增益時偏差耦合控制的同步效果，實現(xiàn)雙電機系統(tǒng)的

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]高轉(zhuǎn)矩密度永磁同步電機的可靠性研究[D]. 馬伊光.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
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[4]超潔凈渦旋真空干泵用開關(guān)磁阻電動機研究與熱場分析[D]. 楊南.沈陽工業(yè)大學(xué) 2018
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[8]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID算法的多電機同步控制研究[D]. 謝煒.沈陽工業(yè)大學(xué) 2017
[9]耐腐蝕超潔凈渦旋真空泵用屏蔽電動機設(shè)計研究[D]. 曹建平.沈陽工業(yè)大學(xué) 2017
[10]多電機聯(lián)合牽引的智能控制策略研究[D]. 劉夢琪.重慶交通大學(xué) 2017



本文編號：3351789