基于DSP的交流永磁同步直线电机矢量控制系统设计

2010-07-02 19:03:47来源: 微计算机信息

     

      摘   要:在比较旋转电机和直线电机两者区别的基础上,分析了交流永磁同步直线电机结构特性。并就直线电机的特殊性给出了交流永磁同步直线电机调速的矢量变换控制方法,做出了基于DSP的控制系统的硬件和软件设计。

1  引 言

  制造业中需要的线形驱动力,传统的方法是用旋转电机加滚珠丝杠的方式提供。实践证明,在许多高精密、高速度场合,这种驱动已经显露出不足。在这种情况下直线电机应运而生。直线电机直接产生直线运动,没有中间转换环节,动力是在气隙磁场中直接产生的,可获得比传统驱动机构高几倍的定位精度和快速响应速度[1]。目前,美国、日本、德国、瑞士等是直线直接驱动系统研究水平相对较高的国家,SIEMENS、Kollmorgen等公司的产品已经商品化[2]。国内对直线电机的研究开发非常重视,很多科研院所都开展了实验研究,但没有实现产业化。本文是在我系研制的交流永磁同步直线电机基础上进行基于矢量变换控制的驱动系统设计应用。

2. 交流永磁同步直线电机工作原理

  直线电机的工作原理上相当于沿径向展开后的旋转电机。交流永磁同步直线电机通入三相交流电流后,会在气隙中产生磁场,若不考虑端部效应,磁场在直线方向呈正弦分布。行波磁场与次级相互作用产生电磁推力,使初级和次级产生相对运动。图1所示为开发设计的交流永磁同步直线电机。


3. 永磁同步直线电机矢量控制原理

  由于矢量控制动态响应快,相比较标量控制,在很快的时间内就能达到稳态运行。经过30多年工业实践的考验、改进与提高,目前已经达到成熟阶段[3],成为交流伺服电机控制的首选方法。因此,直线电机采用了交流矢量控制驱动的方法。


  直线电机初级的三相电压(U、V、W相)构成了三相初级坐标系(a,b,c轴系),其中的三相绕组相角相差120?,即在水平方向上互差1/3极距。参照旋转电机矢量变换理论,设定两相初级坐标系(α-β轴系),由三相初级坐标系到直角坐标系转换称为Clark变换,见式(1)。

 


  从静止坐标系到旋转坐标系的变换称为Park变换,见式(2)。反之称Park逆变换。

  


  θ是d轴与 轴的夹角。根据旋转电机的Park变换理论和两电机结构比较。由于电机运动部分的不同,故直线电机动子相当于旋转电机定子,直线电机定子相当于旋转电机动子。所以在旋转电机中旋转坐标系固定在动子上,旋转坐标系随着电机转子一起同步旋转。在直线电机中,由运动相对性原理,动子的直线运动,可理解为定子相对于动子作反方向直线运动,因此“旋转坐标系”(实际上此坐标系是直线运动的,应称之为直线运动坐标系)则固定在定子上,和定子一起相对于动子作直线运动,如图3所示。此时,直线电机动子向右作直线运动,其定子则相对于动子向左直线运动,固定在定子上的坐标系也和定子一起相对于动子相对于动子向左运动。动子内部的行波磁场相对于动子本身是向左运动,这样站在固定在定子上的坐标系上观察此同步电机的行波磁场则是静止的。于是让d轴位于次级永磁体N极轴线上,q轴则超前d轴90?,也就是极距的1/4。θ由直线电机运动时动子所处的位置决定。

[1] [2]

关键字:交流永磁同步直线电机  DSP  矢量变换

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2010/0702/article_2729.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
交流永磁同步直线电机
DSP
矢量变换

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关: 视频监控 智能卡 防盗报警 智能管理 处理器 传感器 其他技术 综合资讯 安防论坛

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved