无速度传感器矢量控制下高速电主轴动态性能分析.pdfVIP

学兔兔 第46卷第7期 机 械 工 程 学 报 VOI．46 NO．7 2010年 4月 JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING Apr． 2010 DoI：l0．3901，JME．2010．07．096 无速度传感器矢量控制下高速 电主轴动态性能分析木 陈小安 康辉民 合 烨 陈 曼 缪莹费 陈文曲 (重庆大学机械传动国家重点实验室 重庆 400044) 摘要：为了研究高速电主轴的控制精度与主轴机械参数之间的动态关系，根据法拉第电磁感应定律建立高速电主轴的动态数 学模型，并利用无速度传感器矢量控制逆变调速原理，将该模型的定子电流分解为励磁电流和转矩电流两个分量，组成两个 独立的一阶线性子系统——磁链子系统和转矩子系统，实现励磁磁链和电磁转矩对各自参考值的全局渐进跟踪。试验结果表 明，在无速度传感器矢量控制下，高速电主轴的励磁磁链受励磁电流的控制，且不受主轴负载和转速高低的影响，始终保持 恒定；转矩电流控制高速电主轴的电磁转矩，与负载呈线性关系。有效控制励磁电流和转矩电流两个独立变量，不仅可以保 证高速电主轴在负载状态下转差率小、转矩输出稳定性高的特点，而且当高速电主轴受到瞬间外力冲击时，其快速的转矩响 应能力、动态速度跟随精度和抗挠动性等动态特性参数都可以通过控制励磁电流和转矩电流的精度实现。 关键词：高速电主轴 无速度传感器 矢量控制 动态性能分析 中图分类号：TH13 TM921 Dynamic Performance Analysis of High Speed Motorized Spindle under Speed Sensor-less Vector Control CHEN Xiaoan KANG Huimin HE Ye CHEN Man MIAO Yingyun CHEN Wenqu (The State Key Laboratory of Mechanical Transmission，Chongqing University,Chongqing 400044) Abstract：To study the dynamic relationship between the control precision and mechanical parameters of high speed motorized spindle，a dynamic mathematical model is established on the basis of Fara~y law of electromagnetic induction．According to the inverter speed principle of speed sensor—less vector control，the stator current of this model is decomposed into excitation current and toque current．Those currents formed two independent first-o~er linear subsystems—magnetic chain subsystem and electromagnetic torque subsystem，SO as to realize the global asymptotic tracking of excitation flux and electromagnetic torque on their retrace signals．Test results s