2017-10-09
在現(xiàn)代數(shù)控生產(chǎn)中，加工的產(chǎn)品要求越來越高，而影響數(shù)控機(jī)床加工精度的不僅與加工的刀具和工藝有關(guān)，而且還和電機(jī)的動(dòng)態(tài)性能有很大關(guān)系。因此電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)是加工精度的關(guān)鍵。由于機(jī)床加工范圍較廣，不同的工件，不同的工序，使用不同的刀具，要求機(jī)床執(zhí)行部件具有不同的運(yùn)動(dòng)速度，因此機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)應(yīng)能進(jìn)行調(diào)速，傳統(tǒng)的開環(huán)恒壓頻比控制方法不能滿足加工精度和要求。本文基于DTC的機(jī)床電機(jī)變頻器的控制技術(shù)，利用加權(quán)方法使電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)最小，充分利用直接轉(zhuǎn)矩控制動(dòng)態(tài)性能好、結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點(diǎn)，為快速、高精度、高性能的機(jī)床電力拖動(dòng)系統(tǒng)的研究提出了新的思路。
1、直接轉(zhuǎn)矩控制的系統(tǒng)圖直接轉(zhuǎn)矩控制的系統(tǒng)基本組成如所示。
泰州變頻器、混合磁鏈觀測器、磁鏈和轉(zhuǎn)矩估計(jì)器、轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)、磁鏈調(diào)節(jié)、開關(guān)信號(hào)選擇、磁鏈自控制等組成。
2、直接轉(zhuǎn)矩控制原理主電路中由逆變器輸出的三相PWM波送到三相異步電動(dòng)機(jī)，由霍爾電壓、電流傳感器分別取出三相電壓和電流。
通過3/2坐標(biāo)變換，分別將三相的電壓、電流向量變換為兩相的電壓、電流。
3、仿真結(jié)果對(duì)數(shù)控機(jī)床上的電機(jī)進(jìn)行仿真。
電機(jī)系統(tǒng)參數(shù)為：定子自感Ls=666mH，轉(zhuǎn)子自感Lr=671mH，定、轉(zhuǎn)子互感Lm=651mH，定子電阻RS=4.25認(rèn)轉(zhuǎn)子電阻R=3.24A額定定子磁鏈％2電機(jī)額定轉(zhuǎn)速ne=14.搭建Matlab下的仿真模型，由相應(yīng)的控制策略建立相應(yīng)的仿真模型。系統(tǒng)的階躍響應(yīng)如所示，定子磁鏈如所示。
電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩定子磁鏈4結(jié)語直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)用空間矢量分析方法，直接在定子坐標(biāo)系下計(jì)算與控制交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，采用定子磁場定向，借助于離散的兩點(diǎn)式調(diào)節(jié)（Bang―Bang）產(chǎn)生PWM信號(hào)，直接對(duì)逆變器的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行最佳控制，以獲得轉(zhuǎn)矩的高動(dòng)態(tài)性能。
它省去了復(fù)雜的矢量變換與電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型的簡化處理，沒有通常的PWM信號(hào)發(fā)生器。控制思想新穎、結(jié)構(gòu)簡單、手段直接、物理概念明確、響應(yīng)迅速、無超調(diào)，是一種高靜動(dòng)態(tài)性能的交流調(diào)速方法。DTC控制器的這些優(yōu)點(diǎn)必將在數(shù)控機(jī)床加工系統(tǒng)中，有著廣闊的應(yīng)用前景。
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