嵌入式直驱力矩电机设计与其系统仿真分析

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1、第3期组合机床与自动化加工技术No．32015年3月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueMar．2015文章编号：1001—2265(2015)03—0078—05DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．03．021嵌入式直驱力矩电机设计及其系统仿真分析木王大江，童亮，李竹芳，张津源(北京信息科技大学机电工程学院，北京100192)摘要：针对所要设计的转塔刀架嵌入式直驱力矩电机的应用领域和技术指标，计算确定了嵌入式直驱力矩电机的初步

2、尺寸及各项性能参数，分别建立了基于Ansoft／RMxprt的力矩电机系统仿真模型和基于Matlab／Simulink的双闭环电机调速系统仿真模型，对力矩电机系统进行仿真分析，两者仿真结果基本一致且符合理论规律，从而验证力矩电机样机设计参数的有效性，并试制样机，为相关力矩电机的设计优化和控制系统设计提供了相应依据。关键词：转塔刀架；直驱力矩电机；Matlab；RMxprt；系统仿真中图分类号：TH122；TG506文献标识码：ADesignandSystemSimulationforanEmbeddedDirectDr

3、iveTorqueMotorWANGDa-jiang，TONGLiang，LIZhu—fang，ZHANGJin—yuan(MechanicalandElectricalEngineeringSchool，BeijingInformationScienceandTechnologyUniversity，Bei—jing100192，China)Abstract：Thepreliminarysizeandperformanceparametersoftheembeddeddirectdrivetorquemotorap—

4、pliedintheturretaredeterminedbasedonitsapplicationsituationandtechnicalparametersorrequirements．Combinedwithmotordesign，thefiniteelementsimulationmodelandthedouble—loopclosedbyspeedde—tectionandcurentdetectionsimulationmodelbasedonPMSMmathematicalmodelarebuiltby

5、Ansoft／RMxprtandMatlab／Simulinkrespectively，thenthedirectdrivetorquemotorsystemisdonewiththetwosimulationmodel，finalsimulationtestingshowsthattheresultswiththetwomodelsarebasicallyconsistentandalsoagreewithconclusionsoftheoryanalysis，andaprototypeofthemanipulato

6、rhasbeenmade，thisprovesthevalidityandrationalityofthemotor’Sdesignparametersandprovidestheorybasisforfurtheropti-mizationandcontrolsystemdesignofthetorquemotor．Keywords：turret；directdrivetorquemotor；Matlab；Rmxprt；systemsimulation和求解三维端部效应找出最佳电机设计方案和初始尺0引言寸；Maxwe

7、ll2D可用于对电机瞬态场的分析，快速获得在机床数控转台驱动中，传统的旋转伺服电机加蜗如磁通、反电势变化、气隙磁密、响应特性等近似的仿轮蜗杆副(齿轮副)机构驱动方式由于存在机械传动链，真结果，对设计方案进行有效的评估。在Matlab／Sim-会产生弹性变形、摩擦和反向间隙等，造成机械振动、运ulink环境下建立系统框图和仿真环境，可以便捷、直动响应慢以及其他非线性误差，难以实现高精度加观地对系统的诸多因素进行研究，借助于模块集可以工⋯。现代高档数控机床数控刀塔采用电机“直接驱方便的实现复杂动态系统的仿真建模-z。动”技

8、术，直驱装置主要包括直线伺服驱动装置和力矩结合所要研制的刀塔嵌入式直驱力矩电机性能指伺服驱动装置，直接驱动旋转轴(A、日、c轴)的伺服电动标和结构要求，通过理论分析计算确定了嵌入式直驱机称为直接驱动旋转(DDR)电动机(即力矩电机)。可力矩电机的初步尺寸及各项性能参数，并试制样机；利作为直接驱动装置的力矩电机普遍为多极永磁交流同用