凸极式永磁伺服电机的嵌入式位置检测方法研究

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1、分类号：密级：论文编号：学号：50120802208重庆理工大学硕士学位论文凸极式永磁伺服电机的嵌入式位置检测方法研究研究生:刘世友指导教师：彭东林教授学位类型：学术学位学科专业：机械电子工程研究方向：计算机辅助测试技术与仪器培养单位：机械工程学院论文完成时间：2015年3月25日论文答辩日期：2015年5月26日ICategoryNumber：LevelofSecrecy：SerialNumber：StudentNumber：50120802208Master'sDissertationofChongqingUniversityofTechnologySt

2、udyontheEmbeddedPositionDetectionMethodofSaliencyPermanentMagnetServoMotorPostgraduate:LiuShi-YouSupervisor:Prof.PengDong-LinDegreeCategory：AcademicDegreeSpecialty:Mechanical&ElectronicEngineeringResearchDirection:Computer-assistedTestingTechnology&InstrumentsTrainingUnit:SchoolofM

3、echanicalEngineeringThesisDeadline:March25,2015OralDefenseDate:May26,2015II雖肛大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果、作品。对本文的研究做出重要贡献的集体和个人，均己在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律后果。作者签名：曰期：6月丄曰学位论文使用授权声明本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或

4、机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属予（请在以下相应方框内打“V”)：1.保密□，在__年解密后适用本授权书。2.不保密2作者签名：I丨m日期：年《月i曰导师签名日期：年月日重庆理工大学硕士学位论文摘要智能化是机械行业发展的趋势和目标，而检测技术与被测系统的集成，是智能机械的根本保证。作为检测技术非常重要的位置检测，由于传统位移检测方法依赖于传感器本身精密刻划和对工作环境的苛刻要求，使得位移传感器始终

5、无法与被测对象融为一体，实现集成化位置检测，严重制约了整个机械系统真正和全面实现“智能化”的进程。本文针对伺服电机集成化位置检测存在的问题，延续前期时栅技术的研究基础，以凸极式永磁伺服电机为研究对象提出一种不独立安装位置传感器，而将传感器本体融入到被测部件中的一种“嵌入式”位置检测新方法。利用电机自身已经具备的等分绕线槽，使其作为传感器的一部分，再用时钟脉冲作为位移精密测量基准，从而将原有依赖外加位置传感器的伺服电机变成“自带检测功能的精密伺服系统”。本方法旨在克服传统位置传感器在测量过程中存在安装困难，系统结构不紧凑，制造成本高，对环境要求苛刻等缺点，通过

6、系统自检的方法，在满足高精度的前提下，显著提高传感部件集成化、智能化和对环境的适应能力，并大大减少整个系统的体积，重量和成本。其主要研究内容和创新点包括以下几个方面：①通过分析时栅和凸极式永磁伺服电机的工作原理，结合磁场叠加原理构建凸极式PMSM嵌入式位置检测系统的数学模型；②提出用共磁路耦合方法，实现高频低压的时栅信号和高压低频的PMSM驱动信号的平衡加载；③提出用非接触式环形变压器，实现将电机转子径向加载的时栅旋转磁场非接触的耦合到轴向输出，经电磁感应和滤波放大后得到反应电机转子转动角度的电行波信号。④最后通过实验验证了本文提出的嵌入式位置检测方案的可行

7、性，实验所测得感应信号波形稳定，可实现位置检测。因此，本文的研究为实现伺服电机嵌入式位置检测提供了可靠的理论和实践依据。关键词：凸极式PMSM，嵌入式，时栅，位置传感器，耦合变压器，动态测量IV重庆理工大学硕士学位论文AbstractIntelligenceisthedevelopingtrendandgoalofmachineryindustry,thedetectiontechnologyandtheintegrationofmeasuredsystemsarethefundamentalguaranteeforintelligentmachine.Me

8、anwhile,duetothetraditiona