高精度永磁同步直线伺服系统中的电流测量

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1、!""#$%%%&%%’(清华大学学报-自然科学版.*%%>年第(>卷第$$期>,+C)#$$&***+,#/012345678329-":2;0<:5.=*%%>=?@AB(>=#@B$$$D*%&$D*+高精度永磁同步直线伺服系统中的电流测量林家春$$**=李伟=王先逵=赵彤-$B中国农业大学工学院=北京$%%%D+E*B清华大学精密仪器与机械学系=北京$%%%D(.摘要F采用磁场定向控制的永磁交流同步直线伺服系统直线电机已成为高精密加工伺服进给的一种主中!电流反馈的精确度将直接影响电流环及整个系统调节

2、性流方式<$=*=L全数字控制永磁交流同步直线电机能"分析了采用空间矢量脉宽调制#$%&’()电压型逆变器-8V>"V.系统=采用位置外环?速度中间环?电流驱动的直线交流电机绕组中由于矢量切换以及电缆与电机内环的三环调节方式=各环独立调节=内环调节性能阻抗不匹配引起的谐波电流及其对电流采样的影响"通过选的好坏将直接影响外环及整个系统的调节性能L择采样点来抑制$%&’(周期谐波的影响!通过在电流传8V>"V的电流环采用磁场定向控制-@A).策略=感器后引入二阶滤波器及对其引起的时间滞后进行补偿!有而@A)的基

3、础是电机相电流和电角度的检测L因此效地提高了电流检测的精度"实验结果表明!该方法切实可研究全数字控制8V>"V的相电流特性及其精确行!为进一步提升伺服系统的性能奠定了基础"测量具有重要意义L关键词F直线电机*电流传感器*空间矢量脉宽调制*电流检测89V逆变器驱动的交流伺服电机的相电流特性及其检测一直是该领域研究热点<+>=L这些研究主中图分类号F0V+’CB(文献标识码FJ要是针对旋转电机的=但很多分析方法可以在直线文章编号F$%%%&%%’(-*%%>.$$&$D*%&%(电机研究中得以借鉴L!永磁交流同

4、步直线电机相电流特点WXYYZ[]Z^_XYZ]Z[_‘[a‘bacYZd‘_‘e[cZY]^[Z[]^b[Z_f[daYe[eX_g‘[Z^Y8V>"V的相电流是功率器件上升时间?电缆类型与长度及电机自身特性的函数<>=]eeY_ZYhe_f_Z]_L其中含有丰富的谐波=对电机性能及电流反馈有一定的影响L$$**ijklmnopqr=ijstm=sukvwmnrxqm=yzu{

5、}r~-!BWeggZbZe"#[b‘[ZZY‘[b=Wa‘[^$bY‘dXgXY^g%[‘hZY_‘f=!B!

6、BC-D0对相电流波形的影响&Z‘’‘[b!((()*=Wa‘[^E8V>"V采用电压型空间矢量脉宽调制+B,Zc^Y]Z[e"-YZd‘_‘e[.[_YX]Z[_^[/0Zda^[egebf=-"?89V.逆变驱动=在每个"?89V周期内=电1_‘[baX^%[‘hZY_‘f=&Z‘’‘[b!((()2=Wa‘[^.流并不是恒定不变的=而是随着矢量的切换发生变$3_Y^dF)644<3RN<716423452S个作用矢量将电压空间

7、分为>个1U3:54@3@61A23<74N@R@41<49@1U1R个作用矢量的参考矢量=由相邻的@42<3R

8、4<:761-$$%.所夹区间的矢量合成示意图=:7QA<73SR5

9、@AR74<239<4R<4B05<:644<3RN<7164