[1]孙 凯,张友海,刘道国,等.齿轮加工机床用永磁同步电机直接转矩控制方法[J].机械与电子,2023,41(07):52-56.
　SUN Kai,ZHANG Youhai,LIU Daoguo,et al.Direct Torque Control Method of Permanent Magnet Synchronous Motor for Gear Machining Machine Tool[J].Machinery & Electronics,2023,41(07):52-56.
点击复制

齿轮加工机床用永磁同步电机直接转矩控制方法()
分享到：

《机械与电子》[ISSN:1001-2257/CN:52-1052/TH]

卷:
41
期数:
2023年07期
页码:
52-56
栏目:
机电一体化技术
出版日期:
2023-07-25

文章信息/Info

Title:
Direct Torque Control Method of Permanent Magnet Synchronous Motor for Gear Machining Machine Tool
文章编号:
1001-2257 ( 2023 ) 07-0052-05
作者:
孙 凯 1 ; 张友海 2 ; 刘道国 3 ; 闫怀国 4 ; 邱晓东 5
1. 济宁矿业集团海纳科技机电股份有限公司,山东 济宁 272061 ; 2. 山东友一机械科技有限公司, 山东 济宁 272106 ; 3. 济宁市福瑞得机械有限公司,山东 济宁 272073 ; 4. 山东立派机械集团有限公司,山东 济宁 272073 ; 5. 山东省科技服务发展推进中心,山东 济宁 250101
Author(s):
SUN Kai1 ;  ZHANG Youhai2 ;  LIU Daoguo3 ;  YAN Huaiguo4 ;  QIU Xiaodong5
( 1.Haina Technology Electromechanical Co. , Ltd. , Jining Mining Group , Jining 272061 , China ; 2.Shandong Youyi Machinery Technology Co. , Ltd. , Jining 272106 , China ; 3.Jining Freeride Machinery Co. , Ltd. , Jining 272073 , China ; 4.Shandong Lipai Machinery Group Co. , Ltd. , Jining 272073 , China ; 5.Shandong Science and Technology Service Development Promotion Center , Jining 250101 , China )
关键词:
齿轮加工机床; 永磁同步电机; 直线电机; 直接转矩控制; 模糊自适应控制
Keywords:
gear processing machine ;  permanent magnet synchronous motor ;  linear motor ;  direct torque control ;  fuzzy adaptive control
分类号:
TM351
文献标志码:
A
摘要:
针对齿轮加工机床的高精度伺服控制需求,改进永磁同步电机并提出一种自动化的直接转矩控制方法。根据齿轮加工机床传动装置特点与通用型永磁同步电机结构,将呈圆周分布的定子改为直线分布形式,用初级部件、次级部件代替定子、转子。依据永磁同步直线电机结构与子系统的分析情况,通过转矩估计、磁链估计和模糊自适应控制等阶段,实现直接转矩控制的自动化控制。选取七轴五联动数控弧齿锥齿轮磨齿机作为实验对象,设置电机与所提方法的相关技术参数后,检验永磁同步直线电机性能与直接转矩控制性能。实验结果表明,经所提方法控制后的电机稳定性与散热性良好,证明所提方法对电机负载状态具有较好的自适应性,自动控制效果较为理想。
Abstract:
Aiming at the demand of high-precision servo control of gear machining machine tool , the permanent magnet synchronous motor is improved , and an automatic direct torque control method is proposed.According to the transmission characteristics of gear processing machine tool and the structure of general-purpose permanent magnet synchronous motor , the stator with circumferential distribution is changed to linear distribution , and the primary and secondary components are used to replace the stator and rotor.According to the analysis of the structure and subsystem of permanent magnet synchronous linear motor , the automatic control of direct torque control is realized through the stages of torque estimation , flux estimation and fuzzy adaptive control.The seven axis five linkage CNC spiral bevel gear grinding machine is selected as the experimental object.After setting the relevant technical parameters of the motor and the proposed method , the performance of permanent magnet synchronous linear motor and direct torque control performance are tested.The experimental results show that the stability and heat dissipation of the motor controlled by the proposed method are good , which proves that the proposed method has good adaptability to the motor load state , and the automatic control effect is ideal.

参考文献/References:

[ 1 ] 黄科元,周佳新,刘思美,等 . 考虑逆变器非线性的永磁同步电机高频注入电感辨识方法[ J ] . 电工技术学报,2021 , 36 ( 8 ): 1607-1616.

[ 2 ] 李少朋,谢源,张凯,等 . 基于 Super-twisting 算法的永磁同步电机直接转矩控制[ J ] . 可再生能源, 2021 , 39( 7 ): 963-968.
[ 3 ] 刘国海,曹彦琳,周华伟,等 . 基于新型开关表的五相永磁同步电机容错直接转矩控制[ J ] . 中国电机工程学报,2021 , 41 ( 18 ): 6399-6408.
[ 4 ] 杜承东,聂子玲,李忠瑞 . 一种基于模型预测的永磁同步电机直接转矩控制策略[ J ] . 电机与控制应用, 2021 ,48 ( 5 ): 1-6.
[ 5 ] 田凤桢,侯力,谢超,等 . 圆弧齿线圆柱齿轮加工机床运动链设计与误差分析[ J ] . 机械设计与制造, 2020 ( 12 ): 1-4.
[ 6 ] 倪有源,何强,王群京 . 双层 Halbach 永磁电机解析建模与优化 [ J ] . 电机与控制学报,2020 , 24 ( 1 ): 53-60 , 68.
[ 7 ] 曾子强,曹荣敏,侯忠生,等 . 二维直线电机的多入多出无模型自适应轮廓控制[ J ] . 控制理论与应用, 2020 , 37( 5 ): 1007-1017.
[ 8 ] 付兴贺,陈锐 . 电机中 ABC 到 dq0 坐标变换的梳理与辨析[ J ] . 微特电机, 2021 , 49 ( 4 ): 1-8 , 13.
[ 9 ] 陈垒,谢小荣,于光远,等 . 三相不平衡高频振荡的相量测量方法[ J ] . 电力系统自动化, 2021 , 45 ( 24 ): 142-148.
[ 10 ] 恵阿丽,鹿伟强,荣相,等 . 基于 Park-WPT 和 WOA LSSVM 的异步电动机故障诊断方法[ J ] . 工矿自动化,2021 , 47 ( 12 ): 106-113.
[ 11 ] 吴雷,李岚,程之隆,等 . 基于 PIR 控制器的电压不平衡下双馈风力发电机转子侧变流器控制[ J ] . 电测与仪表,2020 , 57 ( 16 ): 118-124.
[ 12 ] 马盼盼,于金鹏,刘加朋,等 . 基于指令滤波的异步电动机随机有限时间模糊自适应控制方法[ J ] . 系统科学与数学,2021 , 41 ( 11 ): 2987-2999.
[ 13 ] 闫哲,王冬爽 . 基于模糊分数阶控制器的双容水箱液位控制 [ J ] . 计算机仿真, 2020 , 37 ( 10 ): 212-216 , 234.

相似文献/References:

[1]柯希彪１,郭 琳１,２,等.基于模糊滑模控制策略的永磁同步电机控制[J].机械与电子,2019,(08):60.
　,,et al.Permanent-magnet Synchronous Motor Control Based on Fuzzy Sliding Mode Control Strategy[J].Machinery & Electronics,2019,(07):60.
[2]张 旭,孙永荣,陈 悦,等.基于ＩＬＣ算法的飞机主动侧杆位置控制研究[J].机械与电子,2019,(12):42.
　ZHANG Xu,SUN Yongrong,CHEN Yue,et al.Research on Position Control of Active Sidestick Based on ILC Algorithm[J].Machinery & Electronics,2019,(07):42.
[3]柯希彪１,３,郭 琳１,等.永磁同步电机积分滑模观测器控制[J].机械与电子,2020,(05):59.
　,,et al.Integral Sliding Mode Observer Control ofPermanent Magnet Synchronous Motor[J].Machinery & Electronics,2020,(07):59.
[4]成旭明,段 杰,肖 息,等.粒子群优化的变论域模糊 PI 机电作动器控制[J].机械与电子,2022,(01):42.
　CHENG Xuming,DUAN Jie,XIAO Xi,et al.Variable Universe Fuzzy PI Control of Electro-mechanical Actuator Based on Particle Swarm Optimization[J].Machinery & Electronics,2022,(07):42.
[5]张 超,郭 辉,袁 涛,等.永磁同步电机低频谐波电流对电磁噪声影响[J].机械与电子,2023,41(08):3.
　ZHANG Chao,GUO Hui,YUAN Tao,et al.Effect of Low Frequency Harmonic Current on Electromagnetic Noise of Permanent Magnet Synchronous Motor[J].Machinery & Electronics,2023,41(07):3.
[6]吴 昊,孙永荣,孙旭东,等.基于 MPC 算法的飞机主动侧杆杆力控制研究[J].机械与电子,2023,41(08):33.
　WU Hao,SUN Yongrong,SUN Xudong,et al.Research on Stick Force Control of Active Side Stick Based on MPC Algorithm[J].Machinery & Electronics,2023,41(07):33.
[7]李海鹏,李 辉.降弓惰行高铁永磁同步电机转子转速自抗扰控制技术[J].机械与电子,2024,42(12):66.
　LI Haipeng,LI Hui.Active Disturbance Rejection Control Technology for Rotor Speed of High-speed Permanent Magnet Synchronous Motor in Coasting of Electric Trains with Pantographs Lowered[J].Machinery & Electronics,2024,42(07):66.

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期: 2022-05-07
基金项目:山东省重大科技创新工程项目( 2019JZZY020321 )
作者简介:孙 凯 ( 1975- ),男,山东济宁人,硕士,高级工程师,研究方向为智慧化矿山;张友海 ( 1968- ),男,山东德州人,高级工程师,研究方向为机械设计;刘道国 ( 1982- ),男,山东汶上人,研究方向为机械与液压自动;闫怀国 ( 1988- ),男,山东青岛人,研究方向为机械设计制造及其自动化;邱晓东 ( 1982- ),男,山东即墨人,助理研究员,研究方向为科技管理。
更新日期/Last Update: 2023-08-31