異步主軸電機是高速加工機床的核心功能部件,其控制性能的好壞直接影響到整個數(shù)控機床所加工出產(chǎn)品質(zhì)量的高低,因此其在控制性能要求上不同于一般的工業(yè)驅(qū)動控制,它不但要求具有較高的轉(zhuǎn)速精度和較快動態(tài)響應(yīng)性能,還需具有高轉(zhuǎn)矩輸出及較寬速度范圍穩(wěn)定運行的能力。本文從電機控制技術(shù)的角度出發(fā),對提高主軸驅(qū)動控制系統(tǒng)性能的方法進行了研究。首先闡述了課題的研究背景及意義,并針對與異步主軸電機控制性能密切相關(guān)的弱磁控制方法和磁鏈觀測器分析了國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,在此基礎(chǔ)上確立了課題的研究內(nèi)容。然后分析介紹了異步電機的三相數(shù)學模型,坐標變換原理以及經(jīng)過坐標變換后在正交坐標系下的數(shù)學模型。最后對轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制和空間電壓矢量脈寬調(diào)制原理進行了簡單介紹。針對傳統(tǒng)弱磁控制方法弱磁能力不足以及不能保證最大轉(zhuǎn)矩輸出的問題,本文將電壓環(huán)路和速度環(huán)路的輸出值之和作為勵磁電流的給定,實現(xiàn)電機在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)與弱磁區(qū)的平滑過渡,并根據(jù)理論最優(yōu)電流分配原則,運用適合于工程實現(xiàn)的電流分配策略,最終提出一種基于電壓和速度環(huán)路的改進型弱磁控制方法。本文所提出的方法能夠高速運行并實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出且易于工程實現(xiàn)。針對傳統(tǒng)磁鏈觀測器由于存... 

【文章來源】：廣東工業(yè)大學廣東省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

弱磁升速波形圖

圖 3-8 弱磁升速波形圖Fig.3-8 The waveform of weak magnetic ramp由上圖可以看到，給定速度 1000rad/s 時，通過采用本文所提出方法可以很好的跟蹤弱磁區(qū)的速度并最終穩(wěn)定到給定值。速度達到穩(wěn)定的時間為 3.3 秒，超調(diào)較小，穩(wěn)態(tài)誤差較小。

圖 3-10 轉(zhuǎn)矩電流波形Fig.3-10 The waveform of torque current其中轉(zhuǎn)矩電流波形如上圖 3-10 所示，未進入弱磁區(qū)前，由于勵磁電流恒定，轉(zhuǎn)矩電流也隨之不變。當系統(tǒng)剛好進入弱磁區(qū)后，轉(zhuǎn)矩電流瞬間有較大的變化這是由于勵磁電流突然開始下降，從而增大轉(zhuǎn)矩電流提供一個較大的輸出轉(zhuǎn)矩供電機加速。系統(tǒng)穩(wěn)定后，轉(zhuǎn)矩電流很小是因為電機需要一個較小的恒定轉(zhuǎn)矩維持該速度運行。

【參考文獻】：
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本文編號：2924192