永磁直线伺服电机端部法向力波动分相补偿控制

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1、第3期组合机床与自动化加工技术No．32014年3月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueMar．2014文章编号：1001—2265(2014)03—0073—05DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2014．03．019永磁直线伺服电机端部法向力波动分相补偿控制木夏加宽，沈丽，彭兵，孙宜标(沈阳工业大学电气工程学院，沈阳110870)摘要：单边平板型永磁直线伺服电机在运行过程中动、定子之间存在较大的法向力波动，法向

2、力波动引起的振动和摩擦摄动严重影响到高精密机床的定位精度。端部效应是引起法向力波动的主要原因。根据永磁直线伺服电机端部效应引起法向力波动的特殊分布规律，结合有限元计算结果得出端部法向力波动的补偿模型。依据此模型，针对特殊相带分布的1l极12槽永磁直线电机，采用基于推力不变法向力波动最小的A／C相绕组分相补偿控制。仿真和实验结果表明，分相补偿控制能够补偿端部效应引起的法向力波动，进而有效提高了控制系统的性能。关键词：永磁直线伺服电机；法向力波动；端部效应；分相补偿中图分类号：TH166；TG659文

3、献标识码：APhase-SplittingCompensationtotheEndNormalForceRippleofPermanentMagnetLinearServoMotorXIAJia．kuan，SHENLi，PENGBing，SUNYi—biao(SchoolofElectricEngineering，ShenyangUniversityofTechnology，Shenyang110870，China)Abstract：Thereisthelargenormalforceripple

4、betweenthemoverandstatorwhenthesingle—sidefiat—platepermanentmagnetlinearmotor(PMLM)isoperating，andthefrictionforceperturbationandthevibrationofthemachinetoolcausedbythenormalforceripplewillinfluencetheaccuracyofmachinetoolgreatly．TheendeffectofPMLMis

5、oneoftheimportantfactorsthatcausethenormalforceripple．Basedonthespe—cialdistributionlawofthenormalforceripplecausedbytheendeffect，thefiniteelementcalculationresultiscombinedtoobtainthecompensationmodeloftheendnormalforceripple．Accordingtothecompensa—t

6、ionmodel，A／Cphase-splittingcompensationcontrolbasedonthethrustforceinvariablenessandnormalforcerippleminimumisadoptedforthe11pole一12slotPMLMwithspecialphasebelt．Simulationandex—perimentresultsshowthatthephaseseparationcompensationcontrolcancompensatet

7、henormalforceripplecausedbytheendeffectandfurtherenhancetheperformanceofthecontrolsystemeffectively．Keywords：permanentmagnetlinearservomotor；normalforceripple；endeffect；phase—splittingcompensa—tion擦力扰动的形式体现出来引起推力波动；另一方面还0引言会引起机床的震动。对于直线电机推力波动产生机理单边平板式

8、永磁直线伺服电机(PMLSM)具有推和削弱方法的研究，已取得了丰硕的成果。而对平力密度大、加速度高以及实现进给系统“零传动”等优板式PMLSM法向力波动的研究还处于初级阶段，其抑点¨，正在成为高精度高速度数控机床的主要功能部制方法主要是在电机本体设计上采取措施。这些件，广泛应用于微机械制造、微型零件操作与装配、超优化方法能够在一定程度上减小PMLSM法向力波动，精密加工、半导体制造设备以及光电等领域中。但针对端部效应引起的法向力波动的优化效果不明单边平板式PMLSM电枢铁心的开断破