永磁同步直線電機(jī)推力波動(dòng)分析與抑制策略研究.pdf

1、直線電機(jī)將電能直接轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，取消了一切中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)（如絲桿、齒輪等）而直接提供直線驅(qū)動(dòng)。與傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)相比，直線電機(jī)由于沒(méi)有中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)的限制與擾動(dòng)，使其具有大推力、高速、高精、速度響應(yīng)快以及在高速情況下能夠精確定位的特點(diǎn)，因此直線電機(jī)已經(jīng)開(kāi)始成為高速高精數(shù)控設(shè)備的主要組成部分。然而直線電機(jī)存在推力波動(dòng)大的缺點(diǎn)，尤其是在低速運(yùn)行時(shí)，推力波動(dòng)甚至可能引起共振，從而惡化其伺服運(yùn)行特性（如位置跟蹤精度），因此，直線電機(jī)的推力波動(dòng)是其運(yùn)行

2、特性分析與研究的主要內(nèi)容之一。論文以抑制永磁同步直線電機(jī)推力波動(dòng)為核心，對(duì)引起永磁同步直線電機(jī)推力波動(dòng)的因素進(jìn)行了分析，然后針對(duì)死區(qū)效應(yīng)和定位力引起的推力波動(dòng)提出了相應(yīng)補(bǔ)償控制策略，并對(duì)其進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　首先論文在了解和分析永磁同步直線電機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上，分別對(duì)永磁同步直線電機(jī)的數(shù)學(xué)模型、基于磁場(chǎng)定向的矢量控制策略和空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)進(jìn)行分析后，構(gòu)建永磁同步直線電機(jī)伺服控制系統(tǒng)的三閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)。根據(jù)控制結(jié)構(gòu)框圖，在

3、Matlab/Simulink仿真環(huán)境下，搭建了永磁同步直線電機(jī)伺服控制系統(tǒng)的仿真模型，仿真結(jié)果表明該系統(tǒng)控制算法是可行、有效的。
　　其次，對(duì)引起永磁同步直線電機(jī)推力波動(dòng)的因素進(jìn)行分析，確定了紋波擾動(dòng)和定位力擾動(dòng)（端部力與齒槽力的合力）是引起永磁同步直線電機(jī)推力波動(dòng)的主要原因。針對(duì)紋波擾動(dòng)，論文從改善逆變器工作性能的角度出發(fā)，提出了基于擾動(dòng)電壓觀測(cè)器的死區(qū)補(bǔ)償算法，仿真結(jié)果表明該方法大幅減少了相電流波形中的諧波含量，同時(shí)有效的抑