机床转台直接驱动力矩电机及其控制器研究.rar

现代高档数控机床的发展对转台旋转进给伺服性能提出越来越高的要求，研究旋转伺服直接驱动技术显得很有意义。本文主要对机床转台用直接驱动永磁环形力矩伺服电机进行了深入的研究。 根据直接驱动永磁环形力矩电机转矩密度高和转矩波动小的特点，结合其应用场合和实际设计经验，进行了初步的电磁方案设计，即拟采用外转子结构，永磁体多极面装式，分数槽非叠式绕组形式，以及定子水冷结构等。考虑电机的结构特殊性和精度要求，直接采用较精确的有限元法进行了电磁场分析和计算。 另外，从提高电机转矩密度和抑制转矩波动两方面的要求出发，进一步优化了电机的转矩特性。根据该种电机极槽数相近的特点，提出了采用不等齿顶宽的冲片结构，以优化提高电机的转矩密度，并结合转子斜极结构，可在有效消除转矩波动的低次谐波的同时，电机仍保持较高的绕组利用系数。有限元分析计算结果验证了这种设计方法的合理性和有效性，对提高电机伺服性能有很重要的意义。在优化的基础上，考虑该电机用于机床转台的机械制造工艺，完成样机的制作，样机测试结果验证了设计方法的正确性。 搭建了基于TMS320LF2407A的永磁同步电机控制平台，采用IR2130来驱动IGBT，通过速度、电流的双闭环调节来提高系统的控制精度，其硬件电路设计合理，并具有自保护功能。其软件编程实现了电流采样、速度计算、坐标变换和空间矢量控制等功能。该系统控制精度高、实时性强，能够使电机更好地满足于机床高精度加工的要求。

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