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《沈阳工业大学》 2002年
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电火花机床用永磁直线电机的端部效应及其控制的研究

李皞东  
【摘要】: 在电火花加工领域中,长期以来都是借助于传统的“旋转电动机+滚珠丝杠”的间接进给方式,获得所需的直线运动形式。这种加工方式由于速度低和加工精度不高,无法满足当今数控机床的高速和超精密加工技术的要求。 永磁直线电机的直接驱动方式可赋予电火花机床优良的性能,能实现高速和高加速度加工,解决了长期困扰电火花加工业的深型腔加工难的问题。然而,由直线电机端部效应引起的扰动,也成为影响着机床主轴系统性能的主要因素。 本文首先对永磁直线电机进行了优化设计。编写基于ANSYS的电磁场有限元分析程序,计算主要由直线电机端部效应引起的波动推力。在矢量控制运行下,分别计算了电机在空载时和在通以不同电流时的由端部效应引起的波动推力,并且分析了电流大小对端部效应的影响。采用齿谐波低频调制的设计方法,来削弱直线电机固有的端部效应,使推力的波动减小,并进行了多方案计算,得出比较好的设计方案。然后,又对基于数字信号处理器(DSP)的电机控制系统进行了分析,设计了DSP系统的硬件电路,并编写和调试了空间磁场定向控制和空间矢量脉宽调制(SVPWM)的DSP系统的软件,为直线电机现代控制策略的具体实现奠定了基础,并提出了对端部效应进行补偿的控制方法。最后,设计了测量直线电机推力的实验装置,得出了电机推力的实验数据。 从以上的分析和计算得出,随绕组电流幅值的增加,端部效应影响电机推力的波动趋势不变,空载端部效应是永磁直线电机端部效应的主要部分。提出的采用多极电机方式;初级与次级极距不等的方式;齿谐波低频调制方式和改变电机两端部磁导的方式等电机的设计原则和方法,都可有效地削弱端部效应,减小推力的波动。利用DSP的强大运算能力和丰富的片内外设,可满足电机的先进控制策略在具体实现时的实时性要求。
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TM359.4

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【引证文献】
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1 曹江;;永磁直线同步伺服电机的端部效应分析[J];科技广场;2011年03期
2 黄文美;薛雅洁;宋桂英;;直线永磁无刷直流电动机端部力的分析[J];微特电机;2011年12期
3 张盛锋;姚丙雷;刘永江;;永磁直线伺服电动机的分析计算[J];电机与控制应用;2009年01期
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1 李威扬;削弱永磁直线伺服电机法向力波动优化设计[D];沈阳工业大学;2011年
2 张盛锋;永磁直线同步电动机关键技术的研究[D];沈阳工业大学;2007年
3 张进宝;永磁往复式直线发电机磁场分析与参数计算[D];哈尔滨理工大学;2008年
4 曹景全;永磁直线电机负载运行法向力波动分析与优化设计[D];沈阳工业大学;2013年
5 商勇展;电火花成型机主轴直线驱动伺服控制关键技术研究[D];浙江大学;2013年
【参考文献】
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1 孙宜标,郭庆鼎,石丽梅;基于推力观测器的直线式交流伺服系统滑模变结构控制[J];电工技术学报;1998年02期
2 郭庆鼎,郭威,周悦;交流永磁直线同步电机伺服系统的预见前馈补偿[J];电机与控制学报;1999年03期
3 熊健,康勇,张凯,陈坚;电压空间矢量调制与常规SPWM的比较研究[J];电力电子技术;1999年01期
4 郭庆鼎,迟林春,王成元;基于神经网络给定补偿的永磁同步直线交流伺服系统H~∞控制[J];控制与决策;2000年01期
5 李庆雷,王先逵,吴丹,刘成颖,石忠东;永磁同步直线电机推力及垂直力的有限元计算[J];清华大学学报(自然科学版);2000年05期
6 李庆雷,王先逵,吴丹,刘成颖,石忠东;永磁同步直线电机推力波动分析及改善措施[J];清华大学学报(自然科学版);2000年05期
7 张伯霖,程光华,李锻能,陈焰基;超高速机床进给系统的零传动[J];制造技术与机床;1997年08期
8 沈洪;CIMT2001电火花机床评述[J];制造技术与机床;2001年06期
9 王先逵,陈定积,吴丹;机床进给系统用直线电动机综述[J];制造技术与机床;2001年08期
10 金伦贤 ,崔在学,李柱,李喆稷 ,刘金琰;采用多种设计方案降低移动磁体型直线直流电动机的推力波动[J];中小型电机;2001年03期
【共引文献】
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1 佘艳;;基于TC787的三相桥式全控整流电路实验装置的研制[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2009年03期
2 谢杨梅;;无刷直流电动机(BLDCM)转矩脉动抑制的电流跟踪型PWM控制[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2007年01期
3 赵涛,徐圣林;全桥PWM步进电机微步距驱动器A3955S[J];安徽大学学报(自然科学版);2003年02期
4 尹辉娟;史智兴;;模糊控制技术在节水灌溉中的应用[J];安徽农业科学;2009年23期
5 曹文霞;汪永华;钱多德;;基于RBF神经网络整定PID的PMLSM控制研究[J];安徽农业大学学报;2012年01期
6 张继东;苏玫舒;;自动控制在废水处理中的应用[J];鞍山科技大学学报;2007年04期
7 刘爱元,卢建华,张旭;0-147M6机载电子装置的国产化设计[J];半导体技术;2001年08期
8 甘海涛;高健;陈新;;引线键合劈刀Z轴运动信号分析[J];半导体技术;2009年03期
9 赵胜凯,邱宽民;DSP的发展及定点、浮点处理方法的比较[J];北方交通大学学报;2000年05期
10 胡晓军,崔红娟,周睿,季秀才;自适应最优预见控制及其在活塞数控加工中的应用[J];兵工自动化;2003年06期
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1 金尚泰;侯忠生;王卫红;;无模型自适应控制方法在永磁直线电机控制中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 王立强;雷美珍;卢琴芬;叶云岳;;大气隙直线感应电机矢量控制系统建模与仿真[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 王立强;卢琴芬;叶云岳;雷美珍;;基于虚拟仪器的三相直线感应电机静态测试系统[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 杨林;樊立萍;;基于模糊的电气伺服系统等效滑模变结构控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 张欣;王云宽;郑军;;永磁同步电机矢量控制安排过渡过程方法的研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 于明湖;张玉秋;叶云岳;姚泽勇;卢琴芬;;直线振荡电机谐振频率跟踪策略研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 曹荣敏;周惠兴;陈现敏;文华强;;基于永磁直线电机的倒立摆创新实验平台设计[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
8 叶云岳;;高效节能的直驱技术及其应用[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
9 侯广松;刘伟生;;适用于地区电网的短期负荷预测方法的研究[A];2005中国电机工程学会电力系统自动化专委会全国供用电管理自动化学术交流暨供用电管理自动化学科组第二届年会论文集[C];2005年
10 杨少东;叶云岳;范承志;;圆筒型直线永磁同步电机及其变频控制系统[A];第十届中国小电机技术研讨会论文集[C];2005年
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1 汪木兰;神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究[D];合肥工业大学;2010年
2 雷金;洛仑兹平面电机的结构动态特性研究[D];华中科技大学;2010年
3 邵宗凯;无刷双馈电机建模及智能控制策略研究[D];华中科技大学;2010年
4 权建洲;高速工况下H型桁架定位平台的建模与同步控制[D];华中科技大学;2010年
5 杨通;高速大推力直线感应电机的电磁理论与设计研究[D];华中科技大学;2010年
6 谢斌;并联型有源电力滤波器谐波检测及控制技术研究[D];华中科技大学;2010年
7 詹跃东;质子交换膜燃料电池的综合智能协调控制研究[D];昆明理工大学;2010年
8 颜鹏达;斯特林型两级脉管制冷机理论与实验研究[D];浙江大学;2009年
9 汤亮;基于综合效益评价的陶瓷产品全生命周期理论研究及应用[D];武汉理工大学;2010年
10 王道涵;新型磁通切换型磁阻电机系统的分析、设计与控制研究[D];山东大学;2010年
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1 杨亮;基于DSP的交流异步电动机变频调速技术研究[D];安徽工程大学;2010年
2 凌刚;基于DSP+FPGA的永磁同步电动机伺服驱动器研究[D];安徽工程大学;2010年
3 张志华;弧形直线电机伸缩门及其控制研究[D];河南理工大学;2010年
4 王旭强;圆筒型永磁直线同步电机电磁性能及温度场研究[D];河南理工大学;2010年
5 翟清震;电流型Z源逆变器主电路控制策略研究[D];山东科技大学;2010年
6 张振;基于无线传感器网络的粮仓监控系统研究[D];郑州大学;2010年
7 贺莉;基于Matlab的永磁直线同步电机混沌系统研究[D];郑州大学;2010年
8 史大伟;宽频调速系统设计及精度分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 朱向东;高速机床伺服进给系统定位精度的控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 吴天柱;基于DSP转台伺服控制系统的设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
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1 吴敬爱,朱东起,姜新建;集中绕组永磁无刷电机的转矩研究[J];电工电能新技术;2003年03期
2 张春良,陈子辰,梅德庆;直线驱动新技术及其在加工装备上的应用[J];电工技术学报;2002年05期
3 陈宇,卢琴芬,叶云岳;长定子同步直线电动机的设计及其优化[J];电工技术学报;2003年02期
4 杨玉波,王秀和,陈谢杰,冀溥;基于不等槽口宽配合的永磁电动机齿槽转矩削弱方法[J];电工技术学报;2005年03期
5 杨玉波;王秀和;张鑫;贺广富;;磁极偏移削弱永磁电机齿槽转矩方法[J];电工技术学报;2006年10期
6 余佩琼;陆亿红;;永磁直线同步电机的有限元分析[J];电工技术;2003年12期
7 叶云岳;;直线电机在现代机床业中的应用与发展[J];电机技术;2010年03期
8 张广溢;直线电动机静态横向边端效应研究[J];电机与控制学报;1999年02期
9 司纪凯;汪旭东;陈昊;袁世鹰;焦留成;;永磁直线同步电机出入端磁阻力齿槽分量分析[J];电机与控制学报;2008年05期
10 郭庆鼎,周悦,郭威;高精度永磁直线同步电动机伺服系统鲁棒位置控制器的设计[J];电机与控制学报;1998年04期
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1 闫光亚;永磁直线同步电机自抗扰控制系统及实验研究[D];华中科技大学;2011年
2 徐月同;高速精密永磁直线同步电机进给系统及控制技术研究[D];浙江大学;2004年
3 邹积浩;永磁直线同步电机控制策略的研究[D];浙江大学;2005年
4 潘开林;永磁直线电机的驱动特性理论及推力波动优化设计研究[D];浙江大学;2003年
5 卢琴芬;直线同步电机的特性研究[D];浙江大学;2005年
6 夏加宽;高精度永磁直线电机端部效应推力波动及补偿策略研究[D];沈阳工业大学;2006年
7 张颖;永磁同步直线电机磁阻力分析及控制策略研究[D];华中科技大学;2008年
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1 冯巧红;数控机床直线电机驱动运动控制算法仿真分析研究[D];合肥工业大学;2010年
2 江辉;稀土永磁同步电动机有限元分析与计算[D];福州大学;2002年
3 张光远;用于电火花加工机床的直流直线电机DSP控制技术研究[D];山东大学;2005年
4 任娜;横向磁通永磁同步电动机的三维磁场计算与结构性能分析[D];天津大学;2004年
5 尹建寨;直线同步电机直接推力控制方法的研究与实现[D];西南交通大学;2006年
6 潘霞远;高精度永磁直线伺服系统的研究[D];广东工业大学;2008年
7 查长礼;永磁同步直线电机伺服控制关键技术研究与实现[D];广东工业大学;2008年
8 范伟媛;稀土永磁同步直线电机项目经济效益评价研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
9 申燕;DK7140电火花成型机床结构优化及其智能控制系统的研究[D];山东理工大学;2009年
10 陆骏;面向非圆回转曲面的高精度磨削控制理论及应用[D];东华大学;2009年
【二级引证文献】
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1 张玉秋;永磁直线伺服电机及其冷却系统研究[D];浙江大学;2013年
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1 李成军;磁悬浮永磁直线同步电机的设计与控制策略研究[D];沈阳工业大学;2011年
2 赵刚;平板式永磁直线同步电机的设计与磁阻力的计算分析[D];沈阳工业大学;2011年
3 张鲁;复合电流驱动的永磁同步平面电机基础研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 师巍;轴向充磁永磁直线电机推力波动及温度场问题的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 刘俊强;永磁直线同步电动机垂直提升系统控制装置研究[D];河南理工大学;2009年
6 刘班;段间移相六相永磁直线伺服电机控制系统的设计[D];沈阳工业大学;2010年
7 闫文龙;高速磁浮列车推力波动及其抑制技术的仿真分析[D];国防科学技术大学;2009年
8 杨帅;永磁直流直线电机推力的优化设计[D];河北工业大学;2012年
【二级参考文献】
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1 郭庆鼎,周悦,郭威;高精度永磁直线同步电动机伺服系统鲁棒位置控制器的设计[J];电机与控制学报;1998年04期
2 刘志晖,张青,陈坚;一种新颖的三相 SPWM 技术[J];电力电子技术;1997年02期
3 周惠兴,王先逵;集成制造系统中基于重复控制的直线伺服单元[J];计算机集成制造系统-CIMS;1998年02期
4 于兆勤,张伯霖;一种新型的高速进给传动机构─—行星滚柱丝杠[J];机械开发;1996年02期
5 李庆雷,王先逵,吴丹,刘成颖,石忠东;永磁同步直线电机推力及垂直力的有限元计算[J];清华大学学报(自然科学版);2000年05期
6 李庆雷,王先逵,吴丹,刘成颖,石忠东;永磁同步直线电机推力波动分析及改善措施[J];清华大学学报(自然科学版);2000年05期
7 刘金凌;王先逵;冯之敬;;高频响直流直线电机[J];微特电机;1993年04期
8 张伯霖,谢影明,肖曙红;超高速切削的原理与应用[J];中国机械工程;1995年01期
9 张伯霖,张志润,肖曙红;超高速加工与机床的零传动[J];中国机械工程;1996年05期
10 张伯霖;超高速切削的关键技术[J];机床;1993年11期
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1 ;丹纳赫推出新型直线电机平台[J];现代制造;2008年27期
2 ;直线电机机械手[J];电机与控制应用;1975年04期
3 梁兆棻;直线电机加减速小车的研制[J];铁道运输与经济;1986年11期
4 张忠;高速磁浮列车SLIM直线电机最佳设计方案的研究[J];大连铁道学院学报;1994年04期
5 韩春馗;采用直线电机实现高精度轮廓加工[J];世界制造技术与装备市场;1996年03期
6 曲智勇,董申,张飞虎;基于DSP的直线电机位置伺服系统[J];机械工程师;2002年05期
7 贾激雷,徐月同,傅建中;双频激光干涉仪测试直线电机进给定位精度的研究[J];机械工程师;2004年08期
8 李小红;;第四届中日直线电机轨道交通技术交流会在京召开[J];都市快轨交通;2007年06期
9 ;直线电机机械手[J];大电机技术;1976年04期
10 王建峰,牛华;直线伺服电动机及其应用[J];电力学报;2002年03期
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1 叶云岳;;国内外直线电机技术的发展与应用综述[A];直线电机与自动化——2002年全国直线电机学术年会论文集[C];2002年
2 郭淑英;;磁悬浮列车用直线电机的研制[A];直线电机与自动化——2002年全国直线电机学术年会论文集[C];2002年
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4 沙次文;彭燕;戴银明;凌金福;周适;杨爱华;郑毅;;大推力超导直线电机[A];直线电机与自动化——2002年全国直线电机学术年会论文集[C];2002年
5 孙一丹;杨霞;;直线电机驱动高速精密数控机床进给系统的研究[A];第十六届中国小电机技术研讨会论文摘要集[C];2011年
6 陈永校;;微特直线电机[A];第七届中国小电机技术研讨会论文集[C];2002年
7 贾宏新;叶云岳;;直线感应电动机驱动的电梯控制系统[A];直线电机与自动化——2002年全国直线电机学术年会论文集[C];2002年
8 方攸同;范承志;卢琴芬;叶云岳;;可靠性对直线电机运行经济性的影响[A];直线电机与自动化——2002年全国直线电机学术年会论文集[C];2002年
9 邓启文;尹力明;吴峻;;直线电机静态特性研究[A];第11届全国电气自动化电控系统学术年会论文集[C];2002年
10 夏红梅;张伯霖;黄晓明;;高速数控机床直线电机进给系统的研究[A];面向21世纪的生产工程——2001年“面向21世纪的生产工程”学术会议暨企业生产工程与产品创新专题研讨会论文集[C];2001年
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1 清科集团 赵晓泊;直线电机将升级传统制造业[N];中国证券报;2010年
2 记者 薛婧;我国首列直线电机轨道车试制成功[N];黑龙江日报;2009年
3 袁芳记者 赵凤华;中日专家北京交大研讨直线电机轨道交通新技术[N];科技日报;2007年
4 王瑞;新型直线电机翻车机研制成功[N];中国有色金属报;2006年
5 陈大伟;直线电机轨道车试制成功[N];安徽经济报;2010年
6 记者 孙伟华;我市自主研发新产品带来过亿年收入[N];大庆日报;2009年
7 王迅;中科院与日企共建直线电机联合实验室[N];中国有色金属报;2006年
8 首席记者 周秀芳 通讯员 张沛;新型直线电机管道运输系统关键技术与装备研制项目启动[N];内蒙古日报(汉);2009年
9 记者 张荣文;第一个直线电机牵引车辆段安家广州[N];中国铁道建筑报;2005年
10 李媛;首都机场轨道线开始铺轨[N];建筑时报;2007年
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1 夏景辉;直线电机轮轨交通气隙及轨道平顺性对系统动力响应影响研究[D];北京交通大学;2011年
2 陈正;基于非线性和柔性特性分析及补偿的直线电机精密运动控制[D];浙江大学;2012年
3 王灿飞;永磁开关磁链直线电机研究[D];浙江大学;2012年
4 张丽萍;基于正交多项式的迭代学习控制算法及其在直线电机中的应用[D];福州大学;2005年
5 郭锐;基于Linux的微细电火花加工数控系统及其相关关键技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
6 李刚;基于直线电机的微细电火花加工系统及其关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
7 朱涛;极紫外光刻机工件台精密机械及控制相关技术[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2006年
8 杜志强;高响应短行程直线直流电机的建模、控制与实验研究[D];华中科技大学;2006年
9 张代林;永磁同步直线电机伺服系统的控制策略和实验研究[D];华中科技大学;2007年
10 张翊诚;高性能交流驱动控制关键技术的研究[D];国防科学技术大学;2008年
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1 张志华;弧形直线电机伸缩门及其控制研究[D];河南理工大学;2010年
2 唐振宇;直线电机进给系统及其驱动控制的研究[D];广东工业大学;2004年
3 张翊诚;新型直线电机及其高频响驱动数字伺服控制系统[D];国防科学技术大学;2002年
4 王少威;PDP涂敷机控制系统设计及双直线电机同步控制研究[D];西安电子科技大学;2011年
5 邹敏;基于DSP的直线电机模糊PID控制系统研究与实现[D];武汉理工大学;2010年
6 方明;圆筒型永磁动圈式直线电机控制系统仿真及软件设计[D];太原理工大学;2011年
7 熊飞;尺蠖直线电机驱动控制器的设计与研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 周晓峰;IC缺陷检测的直线电机高精度定位控制[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 徐阳;探针定位用两自由度电机系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 商进;电磁举升系统的基础研究[D];哈尔滨理工大学;2005年
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