摘 要：在比較旋轉(zhuǎn)電機
電機
電機是利用電磁感應(yīng)定律使得電能實現(xiàn)轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置。它依靠轉(zhuǎn)動來產(chǎn)生驅(qū)動扭矩，來作為電器及各種機械的動力源。
和直線電機兩者區(qū)別的基礎(chǔ)上，分析了交流永磁同步直線電機結(jié)構(gòu)特性。并就直線電機的特殊性給出了交流永磁同步直線電機調(diào)速的矢量變換控制方法,做出了基于DSP
DSP
dsp是digital signal processor的簡稱，即數(shù)字信號處理器。它是用來完成實時信號處理的硬件平臺，能夠接受模擬信號將其轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的數(shù)字信號，并能進(jìn)行一定形式的編輯，還具有可編程性。由于強大的數(shù)據(jù)處理能力和快捷的運行速度，dsp在信息科學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮著越來越大的作用。 [全文]
的控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計。
1 引 言
制造業(yè)中需要的線形驅(qū)動力，傳統(tǒng)的方法是用旋轉(zhuǎn)電機加滾珠絲杠的方式提供。實踐證明，在許多高精密、高速度場合，這種驅(qū)動已經(jīng)顯露出不足。在這種情況下直線電機應(yīng)運而生。直線電機直接產(chǎn)生直線運動，沒有中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，動力是在氣隙磁場
磁場
電流、運動電荷、磁體或變化電場周圍空間存在的一種特殊形態(tài)的物質(zhì)。由于磁體的磁性來源于電流，電流是電荷的運動，因而概括地說，磁場是由運動電荷或變化電場產(chǎn)生的。磁場的基本特征是能對其中的運動電荷施加作用力，磁場對電流、對磁體的作用力或力矩皆源于此。 [全文]
中直接產(chǎn)生的，可獲得比傳統(tǒng)驅(qū)動機構(gòu)高幾倍的定位精度和快速響應(yīng)速度[1]。目前，美國、日本、德國、瑞士等是直線直接驅(qū)動系統(tǒng)研究水平相對較高的國家，Siemens、Kollmorgen等公司的產(chǎn)品已經(jīng)商品化[2]。國內(nèi)對直線電機的研究開發(fā)非常重視，很多科研院所都開展了實驗研究，但沒有實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。本文是在我系研制的交流永磁同步直線電機基礎(chǔ)上進(jìn)行基于矢量變換控制的驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用。
2. 交流永磁同步直線電機工作原理
直線電機的工作原理上相當(dāng)于沿徑向展開后的旋轉(zhuǎn)電機。交流永磁同步直線電機通入三相交流電流后，會在氣隙中產(chǎn)生磁場
磁場
電流、運動電荷、磁體或變化電場周圍空間存在的一種特殊形態(tài)的物質(zhì)。由于磁體的磁性來源于電流差模電感，電流是電荷的運動，因而概括地說，磁場是由運動電荷或變化電場產(chǎn)生的。磁場的基本特征是能對其中的運動電荷施加作用力，磁場對電流、對磁體的作用力或力矩皆源于此。
，若不考慮端部效應(yīng)，磁場在直線方向呈正弦分布。行波磁場與次級相互作用產(chǎn)生電磁推力，使初級和次級產(chǎn)生相對運動。圖1所示為開發(fā)設(shè)計的交流永磁同步直線電機。
3. 永磁同步直線電機矢量控制原理
由于矢量控制動態(tài)響應(yīng)快，相比較標(biāo)量控制，在很快的時間內(nèi)就能達(dá)到穩(wěn)貼片電感態(tài)運行。經(jīng)過30多年工業(yè)實踐的考驗、改進(jìn)與提高，目前已經(jīng)達(dá)到成熟階段[3]，成為交流伺電感式傳感器服電機控塑封電感制的首選方法。因此，直線電機采用了交流矢量控制驅(qū)動的方法。
直線電機初級的三相電壓（U、V、W相）構(gòu)成了三相初級坐標(biāo)系（a，b，c軸系），其中的三相繞組相角相差120?，即在水平方向上互差1/3極距。參照旋轉(zhuǎn)電機矢量變換理論，設(shè)定兩相初級坐標(biāo)系（α-β軸系），由三相初級坐標(biāo)系到直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換稱為Clark變換，見式（1）。
從靜止坐標(biāo)系到旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的變換稱為Park變換，見式（2）。反之稱Park逆變換。
θ是d軸與 軸的夾角。根據(jù)旋轉(zhuǎn)電機的Park變換理論和兩電機結(jié)構(gòu)比較。由于電機運動部分的不同，故直線電機動子相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)電機定子，直線電機定子相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)電機動子。所以在旋轉(zhuǎn)電機中旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系固定在動子上，電感生產(chǎn)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系隨著電機轉(zhuǎn)子一起同步旋轉(zhuǎn)。在直線電機中，由運動相對性原理，動子的直線運動，可理解為定子相對于動子作反方向直線運動，因此“旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系”（實際上此坐標(biāo)系是直線運動的，應(yīng)稱之為直線運動坐標(biāo)系）則固定在定子上，和定子一起相對于動子作直線運動，如圖3所示。此時，直線電機動子向右作直線運動，其定子則相對于動子向左直線運動，固定在定子上的坐標(biāo)系也和定子一起相對于動子相對于動子向左運動。動子內(nèi)部的行波磁場相對于動子本身是向左運動，這樣站在固定在定子上的坐標(biāo)系上觀察此同步電機的行波磁場則是靜止的。于是讓d軸位于次級永磁體N極軸線上，q軸則超前d軸90?，也就是極距的1/4。θ由直線電機運動時動子所處的位置決定。
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