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《用于直接驅(qū)動機床主軸大推力圓筒型永磁直線電機研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、2014年5月機床與液壓Mav2014第42卷第9期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．42No．9DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．09．018用于直接驅(qū)動機床主軸的大推力圓筒型永磁直線電機的研究趙升噸，梁錦濤，趙永強(1．西安交通大學機械工程學院，陜西西安710049；2．陜西X_v-學院機械工程學院，陜西漢中712300)摘要：根據(jù)機床主軸進給性能指標的要求，計算圓筒型永磁直線電機的主要尺寸參數(shù)，然后通過有限元分析對電機的輸出性能進行優(yōu)化。最后設(shè)計基于各相獨立電流環(huán)控制的控制方案，完成機床主軸直線電機進給系統(tǒng)的總體設(shè)計。設(shè)
2、計的大推力圓筒型永磁直線電機能實現(xiàn)機床主軸的直接進給驅(qū)動，具有效率高，精度高，動態(tài)響應快等優(yōu)點。關(guān)鍵詞：圓筒型永磁直線電機；主軸進給；有限元分析；各相獨立電流環(huán)中圖分類號：TM359．4文獻標識碼：A文章編號：1001—3881(2014)9—066—5ResearchonLargeThrustTubularPermanentMagnetLinearMotorforDirect·DrivingMachineToolSpindleZHAOShengdun，LIANGJintao，ZHA0Yongqiang’(1．SchoolofMechanicalEngineering，Xi’a
3、nJiaotongUniversity，Xi’anShaanxi710049，China；2．SchoolofMechanicalEngineering，ShaanxiUniversityofTechnology，HanzhongShaanxi712300，China)Abstract：Accordingtothefeedingperformancerequirementofthemachinespindle，themaindimensionalparametersofthetu—bularpermanentmagnetlinearmotorwerecalculatedfirs
4、tly，andthenthroughfiniteelementanalysis(FEA)，outputperformancesofthemotorwereoptimized．Finallythecontrolschemebasedonindependentphasecurrentcontrolloopwasproposed，SOthatthewholedesignoflinearmotorfeedingsystemofthemachinetoolwasaccomplished．Thedesignedlargethrusttubularpermanentmagnetlinearm
5、otorcanachievelinearfeedingdriveofthemachinespindle，whichexhibitsexcellentcharacteristicsofhigheficient，highprecisionandfastdynamicresponse，andSOon．Keywords：Tubularpermanentmagnetlinearmotor；Spindlefeeding；Finiteelementanalysis；Independentphasecurrentcontrolloop目前機床主軸軸向進給運動通常由“旋轉(zhuǎn)電軸線地固定在機床機身上
6、，利用電機定子和動子之間機+滾珠絲杠”的方式實現(xiàn)，這種傳動方式由于反產(chǎn)生的電磁推力帶動主軸實現(xiàn)軸向進給運動。向死區(qū)效應、扭轉(zhuǎn)剛度低、傳動誤差大、摩擦磨損嚴與平板式永磁直線電機相比，TPMLM沒有端部重、彈性變形引起低速爬行等等，使得加速度、速繞組，銅耗低且不存在橫向邊端效應。另外，主軸度、精度等關(guān)鍵指標均無法達到現(xiàn)代高速高精度的加進給運動需要實現(xiàn)大推力加載和快速回程，因此工要求。隨著高性能磁性材料、新型電機拓撲結(jié)構(gòu)及TPMLM的工作特性包含恒推力區(qū)域和恒功率弱磁升現(xiàn)代先進控制算法的發(fā)展，利用直驅(qū)式永磁電機作為速區(qū)域。下面以TK611型數(shù)控鏜銑床主軸實現(xiàn)直接驅(qū)動源能夠取消進給系統(tǒng)
7、的一切中間傳動機構(gòu)，提高軸向進給為對象，對其大推力TPMLM的設(shè)計與控制進給系統(tǒng)的傳動效率和動態(tài)響應性能。平板式永磁直進行研究。線同步電機已經(jīng)大量應用在機床工作臺上，以實現(xiàn)1主軸驅(qū)動直線電機的結(jié)構(gòu)設(shè)計、l，、z三軸進給的直接驅(qū)動，使工作臺最高進TPMLM的拓撲結(jié)構(gòu)包括動圈式和動磁式，動圈給速度可達到100～300m／min，最大進給加速度可式TPMLM功率因數(shù)和效率較高，但對于行程較大的達到2～10g。電機存在線圈供電和散熱困難的問題。因此設(shè)計動磁與平板式永磁直線電機直接驅(qū)動機床工作臺相式T
